RU2675427C1 - Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода - Google Patents
Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2675427C1 RU2675427C1 RU2017127064A RU2017127064A RU2675427C1 RU 2675427 C1 RU2675427 C1 RU 2675427C1 RU 2017127064 A RU2017127064 A RU 2017127064A RU 2017127064 A RU2017127064 A RU 2017127064A RU 2675427 C1 RU2675427 C1 RU 2675427C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- heat exchanger
- gas
- regenerative heat
- power
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 116
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 22
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/08—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода состоит из приводной газотурбинной установки утилизационной газотурбинной установки. Приводная газотурбинная установки содержит газогенератор, силовую газовую турбину, нагнетатель природного газа, регенеративный теплообменный аппарат, установленный в выхлопном газоходе силовой газовой турбины. Утилизационная газотурбинная установки содержит компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор. Выход силовой газовой турбины связан с атмосферой через регенеративный теплообменный аппарат. Выход компрессора утилизационной газотурбинной установки связан напорным воздуховодом и трубопроводом сжатого воздуха через теплообменную поверхность регенеративного теплообменного аппарата и камеру сгорания утилизационной газотурбинной установки с газовой турбиной утилизационной газотурбинной установки, снабженной дополнительным регенеративным теплообменным аппаратом и дополнительным трубопроводом сжатого воздуха. Дополнительный регенеративный теплообменный аппарат установлен в выхлопном газоходе газовой турбины утилизационной газотурбинной установки. Выход компрессора утилизационной газотурбинной установки соединен дополнительным трубопроводом сжатого воздуха через теплообменную поверхность дополнительного регенеративного теплообменного аппарата и трубопровод подогретого сжатого воздуха с камерой сгорания утилизационной газотурбинной установки. Изобретение направлено на повышение электрической мощности утилизационной энергетической газотурбинной установки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области транспорта газа по магистральным газопроводам и может быть использовано при создании высокоэкономичных утилизационных энергетических газотурбинных установок собственных нужд на компрессорных станциях магистральных газопроводов.
Известна энергоутилизационная паротурбинная установка с пентановым рабочим циклом, применимая для выработки электроэнергии на ГРС (Бухолдин Ю.С., Олефиренко В.М. Энергоутилизационная установка с пентановым рабочим циклом. // Газотурбинные технологии 2008. №1. С. 68-79). Несмотря на повышенную экономичность, недостатками утилизационных паротурбинных установок являются увеличение числа входящих в них агрегатов, потребность в использовании воды для конденсации пара низкокипящих жидкостей.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является утилизационная энергетическая газотурбинная установка (УЭГТУ) для выработки электроэнергии собственных нужд на компрессорной станции. УЭГТУ состоит из приводной газотурбинной установки (ГТУ) компрессорной станции и утилизационной газотурбинной установки (УГТУ). При этом приводная ГТУ содержит газогенератор, силовую газовую турбину, нагнетатель природного газа, регенеративный теплообменный аппарат, установленный в выхлопном газоходе силовой газовой турбины. УГТУ содержит компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор. Вход компрессора утилизационной газотурбинной установки связан с атмосферой, а выход компрессора связан через регенеративный теплообменный аппарат с камерой сгорания, соединенной с входом газовой турбины. Расширенные в силовой газовой турбине приводной ГТУ продукты сгорания передают теплоту в регенеративном теплообменном аппарате сжатому в компрессоре УГТУ воздуху и сбрасываются в атмосферу. В камеру сгорания приводной ГТУ и в камеру сгорания УГТУ подают топливо. Газовая турбина и компрессор УГТУ имеют общий вал с электрогенератором.
Утилизация теплоты уходящих газов силовой турбины приводной ГТУ в теплообменнике позволяет повысить тепловую экономичность УГТУ, а сжигание топлива в камере сгорания утилизационной энергетической газотурбинной установки увеличивает выработку электроэнергии в электрогенераторе, которая может быть использована для энергоснабжения собственных нужд компрессорной станции и для энергоснабжения внешних потребителей. (Р.З. Тумашев, С.С. Михеев, Б.А. Куникеев. Производство электроэнергии на компрессорных станциях утилизационными газотурбинными установками. Вестник МГТУ им. Баумана. Сер. «Машиностроение») 2016, №1, С. 44-53, Рис. 1).
Данное техническое решение принято за прототип предлагаемого изобретения.
Недостатком этой УЭГТУ является потеря теплоты уходящих газов газовой турбины УГТУ и ее небольшая электрическая мощность.
Технической задачей изобретения является повышение электрической мощности и тепловой экономичности утилизационной энергетической газотурбинной установки.
Поставленная задача достигается за счет того, что комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода состоит из приводной газотурбинной установки, содержащей газогенератор, силовую газовую турбину, нагнетатель природного газа, регенеративный теплообменный аппарат, установленный в выхлопном газоходе силовой газовой турбины, и утилизационной газотурбинной установки, содержащей компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор; при этом выход силовой газовой турбины связан с атмосферой через регенеративный теплообменный аппарат, а выход компрессора утилизационной газотурбинной установки связан напорным воздуховодом и трубопроводом сжатого воздуха через теплообменную поверхность регенеративного теплообменного аппарата и камеру сгорания утилизационной газотурбинной установки с газовой турбиной утилизационной газотурбинной установки, причем она снабжена дополнительным регенеративным теплообменным аппаратом, и дополнительным трубопроводом сжатого воздуха, причем дополнительный регенеративный теплообменный аппарат установлен в выхлопном газоходе газовой турбины утилизационной газотурбинной установки, выход компрессора утилизационной газотурбинной установки соединен дополнительным трубопроводом сжатого воздуха через теплообменную поверхность дополнительного регенеративного теплообменного аппарата и трубопровод подогретого сжатого воздуха с камерой сгорания утилизационной газотурбинной установки.
На Фиг. 1 представлена тепловая схема комбинированной утилизационной энергетической газотурбинной установки компрессорной станции магистрального газопровода. Она содержит газогенератор 1, силовую газовую турбину 2, нагнетатель 3, регенеративный теплообменный аппарат 4, компрессор 5, газовую турбину 6, электрогенератор - 7, камеру сгорания 8, напорный воздуховод 9, трубопровод сжатого воздуха 10, дополнительный трубопровод сжатого воздуха 11, дополнительный регенеративный теплообменный аппарат 12, трубопровод подогретого сжатого воздуха 13.
Вход компрессора газогенератора 1 связан с атмосферой, а выход газогенератора связан по продуктам сгорания с входом силовой газовой турбины 2. Силовая газовая турбина 2 связана валом с нагнетателем 3. Выход силовой газовой турбины 2 связан по продуктам сгорания через регенеративный теплообменный аппарат 4 с атмосферой. Вход компрессора 5 соединен с атмосферой, а его выход связан по сжатому воздуху через напорный воздуховод 9, трубопровод сжатого воздуха 10, теплообменную поверхность регенеративного теплообменного аппарата 4, трубопровод подогретого сжатого воздуха 13 и камеру сгорания 8 с входом газовой турбины 6. Ее выход по продуктам сгорания связан через дополнительный регенеративный теплообменный аппарат 12 с атмосферой. Напорный воздуховод 9 связан дополнительным трубопроводом 11 сжатого воздуха через теплообменную поверхность дополнительного регенеративного теплообменного аппарата 12 с камерой сгорания 8.
Комбинированная утилизационная газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода работает следующим образом. Атмосферный воздух сжимают в компрессоре газогенератора 1, продукты сгорания из него подают на вход силовой газовой турбины 2. Ее полезную работу используют для привода нагнетателя 3, сжимающего природный газ. Воздух, сжатый в компрессоре 5, подают в напорный воздуховод 9. Продукты сгорания, расширенные в силовой газовой турбине 2 подают в теплообменную поверхность регенеративного теплообменного аппарата 4, где их теплоту используют для подогрева первой части воздуха (порядка 45-50%) от полного количества воздуха, сжатого в компрессоре 5. Эту часть воздуха подают по напорному воздуховоду 9 и трубопроводу сжатого воздуха 10 в теплообменную поверхность регенеративного теплообменного аппарата 4. Из него по трубопроводу подогретого сжатого воздуха 13 его подают в камеру сгорания 8. Вторую часть воздуха, сжатого в компрессоре 5, отбирают из напорного воздуховода 9 и по дополнительному трубопроводу сжатого воздуха 11 подают через теплообменную поверхность дополнительного регенеративного теплообменного аппарата 12 в камеру сгорания 8, куда также подводят топливо. Продукты сгорания расширяют в газовой турбине 6 и направляют в атмосферу через дополнительный регенеративный теплообменный аппарат 12. Теплоту этих продуктов сгорания используют в регенеративном теплообменном аппарате 12 для подогрева второй части сжатого воздуха, подаваемого в камеру сгорания 8. Полезную работу утилизационной газотурбинной установки используют для привода компрессора 5 и электрогенератора 7, вырабатывающего электроэнергию.
В регенеративном теплообменном аппарате 4 утилизируют теплоту выхлопных газов силовой газовой турбины 2, а в дополнительном регенеративном теплообменном аппарате 12 утилизируют теплоту выхлопных газов газовой турбины 6, что позволяет увеличить расход воздуха сжимаемого в компрессоре 5 и, соответственно, увеличить расход сжатого воздуха и топлива, подаваемых в камеру сгорания 8, мощность газовой турбины 6 и электрогенератора 7. Таким образом, применение в комбинированной утилизационной энергетической газотурбинной установке магистрального газопровода дополнительного регенеративного теплообменного аппарата и дополнительного трубопровода сжатого воздуха позволяет:
- повысить тепловую экономичность комбинированной утилизационной энергетической газотурбинной установки;
- при той же приводной газоперекачивающей установке, что и в прототипе, существенно увеличить электрическую мощность комбинированной утилизационной газотурбинной установки;
- увеличить мощность электрогенератора, выработку электрической энергии для энергоснабжения собственных нужд компрессорной станции и внешних потребителей.
Claims (1)
- Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода, состоящая из приводной газотурбинной установки, содержащей газогенератор, силовую газовую турбину, нагнетатель природного газа, регенеративный теплообменный аппарат, установленный в выхлопном газоходе силовой газовой турбины, и утилизационной газотурбинной установки, содержащей компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор; при этом выход силовой газовой турбины связан с атмосферой через регенеративный теплообменный аппарат, а выход компрессора утилизационной газотурбинной установки связан напорным воздуховодом и трубопроводом сжатого воздуха через теплообменную поверхность регенеративного теплообменного аппарата и камеру сгорания утилизационной газотурбинной установки с газовой турбиной утилизационной газотурбинной установки, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным регенеративным теплообменным аппаратом и дополнительным трубопроводом сжатого воздуха, причем дополнительный регенеративный теплообменный аппарат установлен в выхлопном газоходе газовой турбины утилизационной газотурбинной установки, выход компрессора утилизационной газотурбинной установки соединен дополнительным трубопроводом сжатого воздуха через теплообменную поверхность дополнительного регенеративного теплообменного аппарата и трубопровод подогретого сжатого воздуха с камерой сгорания утилизационной газотурбинной установки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017127064A RU2675427C1 (ru) | 2017-07-27 | 2017-07-27 | Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017127064A RU2675427C1 (ru) | 2017-07-27 | 2017-07-27 | Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2675427C1 true RU2675427C1 (ru) | 2018-12-19 |
Family
ID=64753032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017127064A RU2675427C1 (ru) | 2017-07-27 | 2017-07-27 | Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2675427C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744139C1 (ru) * | 2020-07-13 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода |
| RU2779109C1 (ru) * | 2021-12-28 | 2022-08-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Газоперкачивающий агрегат компрессорной станции с субатмосферной утилизационной энергетической установкой |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2833136A1 (de) * | 1978-07-28 | 1980-02-07 | Wenzel Geb Dolmans Yvonne | Kraftwerk mit einer turbine |
| RU2013615C1 (ru) * | 1992-01-16 | 1994-05-30 | Валерий Игнатьевич Гуров | Газотурбодетандерная установка для работы на природном газе |
| RU2094636C1 (ru) * | 1993-02-24 | 1997-10-27 | Виктор Исаакович Особов | Способ работы газотурбинной установки (варианты) и газотурбинная установка |
| RU2132962C1 (ru) * | 1997-05-14 | 1999-07-10 | Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" | Способ уменьшения выбросов окислов азота из газотурбинной установки и устройство для его осуществления |
| RU2171420C1 (ru) * | 1999-12-30 | 2001-07-27 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Способ энергосбережения энергоресурсов магистральных газопроводов на компрессорных станциях |
| RU2570296C1 (ru) * | 2014-05-12 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Регенеративная газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорной станции |
-
2017
- 2017-07-27 RU RU2017127064A patent/RU2675427C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2833136A1 (de) * | 1978-07-28 | 1980-02-07 | Wenzel Geb Dolmans Yvonne | Kraftwerk mit einer turbine |
| RU2013615C1 (ru) * | 1992-01-16 | 1994-05-30 | Валерий Игнатьевич Гуров | Газотурбодетандерная установка для работы на природном газе |
| RU2094636C1 (ru) * | 1993-02-24 | 1997-10-27 | Виктор Исаакович Особов | Способ работы газотурбинной установки (варианты) и газотурбинная установка |
| RU2132962C1 (ru) * | 1997-05-14 | 1999-07-10 | Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" | Способ уменьшения выбросов окислов азота из газотурбинной установки и устройство для его осуществления |
| RU2171420C1 (ru) * | 1999-12-30 | 2001-07-27 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Способ энергосбережения энергоресурсов магистральных газопроводов на компрессорных станциях |
| RU2570296C1 (ru) * | 2014-05-12 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Регенеративная газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорной станции |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744139C1 (ru) * | 2020-07-13 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода |
| RU2779109C1 (ru) * | 2021-12-28 | 2022-08-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Газоперкачивающий агрегат компрессорной станции с субатмосферной утилизационной энергетической установкой |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2570296C1 (ru) | Регенеративная газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорной станции | |
| RU2549743C1 (ru) | Теплофикационная газотурбинная установка | |
| RU2675427C1 (ru) | Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода | |
| RU2549004C1 (ru) | Регенеративная газотурбодетандерная установка | |
| RU2541080C1 (ru) | Энергетическая газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорных станций магистральных газопроводов | |
| RU2557834C2 (ru) | Газотурбодетандерная энергетическая установка газораспределительной станции | |
| RU2599082C1 (ru) | Газотурбодетандерная энергетическая установка компрессорной станции магистрального газопровода | |
| RU117504U1 (ru) | Система утилизации избыточного давления природного газа | |
| RU2727274C1 (ru) | Когенерационная газотурбинная энергетическая установка | |
| RU2747704C1 (ru) | Когенерационная газотурбинная энергетическая установка | |
| RU176799U1 (ru) | Газораспределительная станция с детандер-компрессорной газотурбинной энергетической установкой | |
| RU101095U1 (ru) | Детандер-генераторная установка | |
| RU2712339C1 (ru) | Комбинированная энергетическая газотурбодетандерная установка компрессорной станции магистрального газопровода | |
| RU126373U1 (ru) | Парогазовая установка | |
| RU121863U1 (ru) | Парогазовая установка | |
| RU72048U1 (ru) | Детандер-генераторный агрегат | |
| RU88781U1 (ru) | Детандер-генераторная установка | |
| RU2328045C2 (ru) | Способ эксплуатации атомной паротурбинной энергетической установки и установка для его осуществления | |
| RU2466285C2 (ru) | Парогенерирующая установка | |
| RU51112U1 (ru) | Теплофикационная газотурбинная установка | |
| RU160537U1 (ru) | Когенерационная газотурбинная энергетическая установка | |
| CN218717032U (zh) | 一种利用固态燃料的热电联供系统 | |
| RU2785183C1 (ru) | Солнечная гибридная газотурбинная энергетическая установка | |
| RU49199U1 (ru) | Детандер-генераторная установка | |
| RU2807373C1 (ru) | Способ работы регенеративной газотурбодетандерной энергетической установки теплоэлектроцентрали и устройство для его реализации |