RU2779109C1 - Gas compressor unit of a compressor station with a sub-atmospheric utilization power plant - Google Patents

Gas compressor unit of a compressor station with a sub-atmospheric utilization power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2779109C1
RU2779109C1 RU2021139979A RU2021139979A RU2779109C1 RU 2779109 C1 RU2779109 C1 RU 2779109C1 RU 2021139979 A RU2021139979 A RU 2021139979A RU 2021139979 A RU2021139979 A RU 2021139979A RU 2779109 C1 RU2779109 C1 RU 2779109C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
pipeline
compressor
inlet
condenser
Prior art date
Application number
RU2021139979A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Анатольевич Гордеев
Павел Геннадьевич Осипов
Светлана Анатольевна Гулина
Владимир Васильевич Бирюк
Леонид Павлович Шелудько
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара"
Application granted granted Critical
Publication of RU2779109C1 publication Critical patent/RU2779109C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gas compressor units.
SUBSTANCE: gas compressor unit of the compressor station contains a compressor, a combustion chamber, a power gas turbine, a natural gas blower, a regenerative air heater and a subatmospheric utilization power plant; in front of the compressor of the drive gas turbine plant, an M-cycle apparatus is installed with “dry” and “wet” air channels separated by a metal wall covered on the side of the “wet” air channel with a hydrophilic surface wetted by water. When operating in summer mode, the “wet” outlet is connected by an air duct to the inlet of a regenerative air heater, the outlet of which is connected to the turbine inlet of a subatmospheric utilization power plant; its output through the heat exchange surface of the air cooler-condenser and the compressor is connected to the atmosphere; the inlet of the hydrophilic surface is connected to the inlet water pipeline with the pump, and its outlet is connected by the cooling water pipeline to the heat exchange surface of the air cooler-condenser. The sprinkler is installed at the air inlet to the regenerative air heater; the pipeline bypassing the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus connects the inlet water pipeline with the cooling water pipeline, the pipeline for supplying condensate to the spray device connects the air cooler-condenser housing with the spray device; shut-off valves are additionally installed on the inlet water pipeline, on the pipeline bypassing the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus and on the pipeline for supplying condensate to the spraying device.
EFFECT: gas compressor unit improvement.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области транспорта газа по магистральным газопроводам и может быть использовано при создании высокоэкономичных утилизационных энергетических газотурбинных установок для энергоснабжения собственных нужд компрессорных станций и внешних потребителей электрической энергии.The invention relates to the field of gas transportation through main gas pipelines and can be used in the creation of highly economical utilization gas turbine power plants for power supply to the auxiliary needs of compressor stations and external consumers of electrical energy.

Известна субатмосферная газотурбинная установка, работающая по обратному циклу Брайтона с регенерацией теплоты газовой турбины а аппарате М-цикла. (А.А. Халатов, С.Д. Северин, П.И. Бродецкий, B.C. Майсоценко «Субатмосферный обратный цикл Брайтона с регенерацией выходной теплоты по циклу Майсоценко». Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine 2015. Ris 1). В этой установке выход газовой турбины связан через аппарат М-цикла с входом компрессора. Применение аппарата М-цикла позволяет сжимать в компрессоре сухой холодный воздух и расширять в турбине воздух с повышенной энтальпией. Гидрофильную поверхность, покрывающую стенку «влажного» воздушного канала аппарата М-цикла, смачивают водой. При ее испарении увеличивается влажность и энтальпия воздуха за счет использования энергии окружающей среды. В «сухом» канале происходит конденсация влаги, содержащейся в воздухе.Known subatmospheric gas turbine plant operating on the reverse Brayton cycle with heat recovery of the gas turbine and the apparatus of the M-cycle. (A.A. Khalatov, S.D. Severin, P.I. Brodetsky, V.S. Maisotsenko “Subatmospheric reverse Brayton cycle with output heat regeneration according to the Maisotsenko cycle”. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine 2015. Ris 1). In this installation, the outlet of the gas turbine is connected through the M-cycle apparatus to the inlet of the compressor. The use of the M-cycle apparatus makes it possible to compress dry cold air in the compressor and expand air with increased enthalpy in the turbine. The hydrophilic surface covering the wall of the “wet” air channel of the M-cycle apparatus is moistened with water. When it evaporates, the humidity and enthalpy of the air increase due to the use of environmental energy. In the "dry" channel, condensation of the moisture contained in the air occurs.

Подача в компрессор сухого холодного воздуха значительно уменьшает затрату энергии на его сжатие. За счет сильного увлажнения воздуха в аппарате М-цикла его энтальпия при температуре воздуха в 300-400°С эквивалентна энтальпии продуктов сгорания при температуре 1300-1400°С. Повышение энтальпии происходит за счет использования энергии окружающей среды - психрометрической разности температур. Использование психрометрической энергии атмосферного воздуха и увеличение степени регенерации существенно повышает термический КПД цикла и уменьшает стоимость газотурбинной установки.The supply of dry cold air to the compressor significantly reduces the energy consumption for its compression. Due to the strong air humidification in the M-cycle apparatus, its enthalpy at an air temperature of 300-400°C is equivalent to the enthalpy of combustion products at a temperature of 1300-1400°C. The increase in enthalpy occurs due to the use of the energy of the environment - the psychrometric temperature difference. The use of psychrometric energy of atmospheric air and an increase in the degree of regeneration significantly increases the thermal efficiency of the cycle and reduces the cost of a gas turbine plant.

Недостатком субатмосферной газотурбинной установки является то, что она не применяется для утилизации тепла уходящих газов приводной газотурбинной установки компрессорной станции.The disadvantage of the subatmospheric gas turbine plant is that it is not used to recover the heat of the exhaust gases of the drive gas turbine plant of the compressor station.

Известна комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода (Патент РФ №2744139, F02C 6/18, 29.12.2016), состоящая из приводной газотурбинной установки, содержащей компрессор, камеру сгорания, силовую газовую турбину, нагнетатель природного газа, регенеративный воздухоподогреватель, установленный в выхлопном газоходе силовой газовой турбины и субатмосферной утилизационной энергетической установки, содержащей воздушную турбину, воздухоохладитель-конденсатор, компрессор, электрогенератор. Перед компрессором приводной газотурбинной установки установлен аппарат М-цикла с «сухим» и «влажными» воздушными каналами, которые разделены металлической стенкой, покрытой инфильтрационным слоем со стороны «влажного» канала. Воздухоохладитель-конденсатор установлен между воздушной турбиной и компрессором. Входы «сухого» и «влажного» каналов аппарата М-цикла связаны с атмосферой, выход «сухого» канала связан с входом компрессора приводной газотурбинной установки; выход «влажного» канала связан воздуховодом влажного воздуха с входом регенеративного воздухоподогревателя, его выход связан с входом турбины субатмосферной утилизационной энергетической установки, выход которой через теплообменную поверхность воздухоохладителя-конденсатора и компрессор сухого воздуха связан с атмосферой. Корпус воздухоохладителя-конденсатора соединен по конденсату с трубопроводом отвода конденсата с насосом.A combined utilization gas turbine power plant of a main gas pipeline compressor station is known (RF Patent No. 2744139, F02C 6/18, 12/29/2016), consisting of a gas turbine drive unit containing a compressor, a combustion chamber, a power gas turbine, a natural gas blower, a regenerative air heater installed in the exhaust gas duct of a power gas turbine and a subatmospheric utilization power plant containing an air turbine, an air cooler-condenser, a compressor, an electric generator. An M-cycle apparatus with "dry" and "wet" air channels, which are separated by a metal wall covered with an infiltration layer from the side of the "wet" channel, is installed in front of the compressor of the drive gas turbine plant. The air cooler-condenser is installed between the air turbine and the compressor. The inputs of the "dry" and "wet" channels of the M-cycle apparatus are connected to the atmosphere, the output of the "dry" channel is connected to the input of the compressor of the gas turbine drive unit; the outlet of the "wet" channel is connected by a humid air duct to the inlet of the regenerative air heater, its outlet is connected to the inlet of the turbine of the subatmospheric utilization power plant, the outlet of which is connected to the atmosphere through the heat exchange surface of the air cooler-condenser and the dry air compressor. The case of the air cooler-condenser is connected via condensate to the condensate discharge pipeline with the pump.

Положительными качествами комбинированной утилизационной энергетической газотурбинной установки, принятой в качестве прототипа к предполагаемому изобретению, является то, что при ее работе в летний период года обеспечивается повышение тепловой экономичности и мощности приводной газотурбинной установки за счет снижения температуры воздуха перед ее компрессором, а также тепловой экономичности и мощности субатмосферной утилизационной энергетической установки за счет использования в аппарате М-цикла энергии окружающей среды и психрометрической разности температур влажного и сухого атмосферного воздуха.The positive qualities of the combined utilization gas turbine power plant, adopted as a prototype for the proposed invention, is that its operation in the summer period of the year provides an increase in thermal efficiency and power of the drive gas turbine plant by reducing the air temperature in front of its compressor, as well as thermal efficiency and capacity of a subatmospheric utilization power plant due to the use of environmental energy in the M-cycle apparatus and the psychrometric difference in temperatures of moist and dry atmospheric air.

Недостатком прототипа в зимний период его работы, при отрицательных температурах наружного воздуха, является невозможность подачи воды в гидрофильную поверхность аппарата М-цикла.The disadvantage of the prototype in the winter period of his work, at negative outdoor temperatures, is the impossibility of supplying water to the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus.

Технической задачей изобретения является усовершенствование конструкции газоперекачивающего агрегата компрессорной станции с целью повышения экономичности и мощности при его работе как в летние, так и в зимние периоды года.The technical objective of the invention is to improve the design of the gas-pumping unit of the compressor station in order to increase efficiency and power during its operation both in summer and in winter periods of the year.

Поставленная задача достигается тем, что газоперекачивающий агрегат компрессорной станции содержит компрессор, камеру сгорания, силовую газовую турбину, нагнетатель природного газа, регенеративный воздухоподогреватель и субатмосферную утилизационную энергетическую установку, содержащую воздушную турбину, воздухоохладитель-конденсатор, компрессор, электрогенератор; перед компрессором приводной газотурбинной установки установлен аппарат М-цикла с «сухим» и «влажным» воздушными каналами, разделенными металлической стенкой, покрытой со стороны «влажного» воздушного канала гидрофильной поверхностью, смачиваемой водой; входы «сухого» и «влажного» каналов связаны с атмосферой, выход «сухого» канала связан с входом компрессора, при работе установки в летнем режиме выход «влажного» связан воздуховодом с входом регенеративного воздухоподогревателя, выход которого связан с входом турбины субатмосферной утилизационной энергетической установки; ее выход через теплообменную поверхность воздухоохладителя-конденсатора и компрессор связан с атмосферой; вход гидрофильной поверхности связан с входным трубопроводом воды с насосом, а ее выход соединен трубопроводом охлаждающей воды с теплообменной поверхностью воздухоохладителя-конденсатора; корпус воздухоохладителя-конденсатора соединен по конденсату с трубопроводом отвода конденсата с насосом, причем в нем дополнительно применены разбрызгивающее устройство, трубопровод обвода гидрофильной поверхности аппарата М-цикла, трубопровод подачи конденсата в разбрызгивающее устройство; разбрызгивающее устройство установлено на входе воздуха в регенеративный воздухоподогреватель; трубопровод обвода гидрофильной поверхности аппарата М-цикла связывает входной трубопровод воды с трубопроводом охлаждающей воды, трубопровод подачи конденсата в разбрызгивающее устройство связывает корпус воздухоохладителя-конденсатора с разбрызгивающим устройством; на входном трубопроводе воды, на трубопроводе обвода гидрофильной поверхности аппарата М-цикла и на трубопроводе подачи конденсата в разбрызгивающее устройство дополнительно установлены запорные задвижки.The task is achieved by the fact that the gas pumping unit of the compressor station contains a compressor, a combustion chamber, a power gas turbine, a natural gas blower, a regenerative air heater and a subatmospheric utilization power plant containing an air turbine, an air cooler-condenser, a compressor, an electric generator; an M-cycle apparatus with "dry" and "wet" air channels separated by a metal wall covered from the side of the "wet" air channel with a hydrophilic surface wetted by water is installed in front of the compressor of the drive gas turbine plant; the inputs of the "dry" and "wet" channels are connected to the atmosphere, the output of the "dry" channel is connected to the inlet of the compressor, when the unit is operating in summer mode, the outlet of the "wet" is connected by an air duct to the inlet of the regenerative air heater, the outlet of which is connected to the inlet of the turbine of the subatmospheric utilization power plant ; its output through the heat exchange surface of the air cooler-condenser and the compressor is connected to the atmosphere; the inlet of the hydrophilic surface is connected to the inlet water pipeline with the pump, and its outlet is connected by a cooling water pipeline to the heat exchange surface of the air cooler-condenser; the housing of the air cooler-condenser is connected via condensate to the condensate discharge pipeline with the pump, and it additionally uses a spray device, a pipeline bypassing the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus, a pipeline for supplying condensate to the spray device; the spraying device is installed at the air inlet to the regenerative air heater; the pipeline bypassing the hydrophilic surface of the M-cycle unit connects the inlet water pipeline with the cooling water pipeline, the pipeline for supplying condensate to the spray device connects the air cooler-condenser housing with the spray device; shut-off valves are additionally installed on the inlet water pipeline, on the pipeline bypassing the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus and on the pipeline for supplying condensate to the spraying device.

На Фиг. 1 представлена принципиальная тепловая схема газоперекачивающего агрегата компрессорной станции с субатмосферной утилизационной энергетической установкой. Он содержит компрессор 1, камеру сгорания 2, силовую газовую турбину 3, нагнетатель природного газа 4, аппарат М-цикла 5 с «сухим» и «влажным» воздушными каналами, входной трубопровод воды 6 с насосом, воздуховод 7, трубопровод обвода гидрофильной поверхности аппарата М-цикла 8, разбрызгивающее устройство 9, регенеративный воздухоподогреватель 10, электрогенератор 11, воздушную турбину 12, компрессор 13 субатмосферной энергетической установки, воздухоохладитель-конденсатор 14 с теплообменной поверхностью, трубопровод 15 конденсата с насосом, трубопровод охлаждающей воды 16, трубопровод 17 подачи конденсата в разбрызгивающее устройство.On FIG. Figure 1 shows a schematic thermal diagram of a gas-pumping unit of a compressor station with a subatmospheric utilization power plant. It contains a compressor 1, a combustion chamber 2, a power gas turbine 3, a natural gas blower 4, an M-cycle apparatus 5 with "dry" and "wet" air channels, an inlet water pipeline 6 with a pump, an air duct 7, a pipeline bypassing the hydrophilic surface of the apparatus M-cycle 8, sprinkler device 9, regenerative air heater 10, electric generator 11, air turbine 12, compressor 13 of subatmospheric power plant, air cooler-condenser 14 with heat exchange surface, condensate pipeline 15 with pump, cooling water pipeline 16, pipeline 17 for supplying condensate to sprinkler device.

Вход компрессора 1 связан с атмосферой через «сухой» воздушный канал аппарата М-цикла. Вход «влажного» воздушного канала этого аппарата 5 связан с атмосферой, вход его гидрофильной поверхности связан с входным трубопроводом воды 6. Выход «влажного» воздушного канала связан воздуховодом 7 через поверхность нагрева регенеративного воздухоподогревателя 10 с входом воздушной турбины 12, ротор которой соединен общим валом с электрогенератором 11 и с компрессором 13 субатмосферной энергетической установки. Выход воздушной турбины 12 связан через поверхность теплообмена воздухоохладителя-конденсатора 14 с входом компрессора субатмосферной энергетической установки 13, выход которого соединен с атмосферой. Корпус воздухоохладителя-конденсатора 14 соединен трубопроводом 15 конденсата с насосом и трубопроводом 17 с форсунками разбрызгивающего устройства 9. Выход гидрофильной поверхности аппарата М-цикла связан трубопроводом охлаждающей воды 16 с теплообменной поверхностью воздухоохладителя-конденсатора 14.The inlet of the compressor 1 is connected to the atmosphere through the "dry" air channel of the M-cycle apparatus. The inlet of the "wet" air channel of this apparatus 5 is connected to the atmosphere, the inlet of its hydrophilic surface is connected to the inlet water pipeline 6. The outlet of the "wet" air channel is connected by an air duct 7 through the heating surface of the regenerative air heater 10 to the inlet of the air turbine 12, the rotor of which is connected by a common shaft with an electric generator 11 and with a compressor 13 of a subatmospheric power plant. The outlet of the air turbine 12 is connected through the heat exchange surface of the air cooler-condenser 14 with the inlet of the compressor of the subatmospheric power plant 13, the outlet of which is connected to the atmosphere. The case of the air cooler-condenser 14 is connected by a pipeline 15 of the condensate to the pump and pipeline 17 with the nozzles of the spray device 9. The outlet of the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus is connected by a cooling water pipeline 16 to the heat exchange surface of the air cooler-condenser 14.

В летний период газоперекачивающий агрегат компрессорной станции с субатмосферной утилизационной энергетической установкой, работает следующим образом. Атмосферный воздух подают на входы «сухого» и «влажного» воздушных каналов аппарата М-цикла 5. На вход гидрофильной поверхности «влажного» канала по входному трубопроводу воды 6 подают воду. За счет ее испарения из гидрофильной поверхности происходит охлаждение металлической стенки аппарата М-цикла и атмосферного воздуха в «сухом» канале. Охлажденный воздух подают на вход компрессора 1, сжимают и подают в камеру сгорания 2, где сжигают топливо. Продукты сгорания расширяют в силовой газовой турбине 3, приводящей нагнетатель природного газа 4 и через регенеративный воздухоподогреватель 10 их сбрасывают в атмосферу. Во «влажном» канале аппарата М-цикла 5 охлаждают и увлажняют атмосферный воздух, влажный воздух из этого канала подают по воздуховоду 7 в регенеративный воздухоподогреватель 10, где его нагревают теплотой выхлопных газов приводной газовой турбины 3. Вследствие подачи в регенеративный воздухоподогреватель 10 холодного влажного воздуха в нем интенсифицируется теплообмен со снижением температуры газов, сбрасываемых в атмосферу. Влажный воздух, нагретый в регенеративном воздухоподогревателе до 380-420°С, расширяют в воздушной турбине 12 субатмосферной энергетической установки, полезную работу которой используют для привода компрессора 13 и выработки электроэнергии в электрогенераторе 11. Расширенный в воздушной турбине 12 влажный воздух охлаждают в воздухоохладителе-конденсаторе 14, где за счет подачи в его поверхность теплообмена по трубопроводу 16 охлаждающей воды (не испарившейся воды) из гидрофильной поверхности аппарата М-цикла, конденсируют пар, содержащийся во влажном воздухе. Из корпуса воздухоохладителя-конденсатора 14 конденсат отводят в атмосферу по трубопроводу конденсата с насосом 15. Сухой воздух из воздухоохладителя-конденсатора 14 подают в компрессор субатмосферной энергетической установки 13, сжимают и сбрасывают в атмосферу.During the summer period, the gas pumping unit of the compressor station with a subatmospheric utilization power plant operates as follows. Atmospheric air is supplied to the inputs of the "dry" and "wet" air channels of the M-cycle apparatus 5. Water is supplied to the input of the hydrophilic surface of the "wet" channel through the inlet water pipeline 6. Due to its evaporation from the hydrophilic surface, the metal wall of the M-cycle apparatus and atmospheric air in the “dry” channel are cooled. The cooled air is supplied to the inlet of the compressor 1, compressed and fed into the combustion chamber 2, where the fuel is burned. The combustion products are expanded in the power gas turbine 3, which drives the natural gas blower 4, and through the regenerative air heater 10 they are discharged into the atmosphere. In the “wet” channel of the M-cycle apparatus 5, atmospheric air is cooled and humidified, moist air from this channel is supplied through the air duct 7 to the regenerative air heater 10, where it is heated by the heat of the exhaust gases of the drive gas turbine 3. Due to the supply of cold moist air to the regenerative air heater 10 it intensifies heat exchange with a decrease in the temperature of gases discharged into the atmosphere. Humid air, heated in a regenerative air heater to 380-420°C, is expanded in an air turbine 12 of a subatmospheric power plant, the useful work of which is used to drive a compressor 13 and generate electricity in an electric generator 11. Expanded in an air turbine 12, moist air is cooled in an air cooler-condenser 14, where by supplying cooling water (not evaporated water) from the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus to its heat exchange surface through pipeline 16, the steam contained in the humid air is condensed. From the housing of the air cooler-condenser 14, the condensate is discharged into the atmosphere through a condensate pipeline with a pump 15. Dry air from the air cooler-condenser 14 is fed into the compressor of the subatmospheric power plant 13, compressed and discharged into the atmosphere.

В зимний период при отрицательных температурах воздуха, так же, как и в летний период, атмосферный воздух подают на входы в воздушные каналы аппарата М-цикла 5. Закрывают запорную задвижку на входном трубопроводе воды 6 и прекращают подачу воды в гидрофильную поверхность этого аппарата. Открывают запорную задвижку на трубопроводе обвода гидрофильной поверхности аппарата М-цикла 8. По трубопроводу 6 и трубопроводу охлаждающей воды 16 в теплообменную поверхность воздухоохладителя-конденсатора 14 подают охлаждающую воду, которую используют для охлаждения влажного воздуха в воздухоохладителе-конденсаторе 14 и конденсации содержащегося в нем пара. Как и в летнем режиме, полезную работу воздушной турбины используют для привода компрессора субатмосферной энергетической установки 13 и выработки электроэнергии в электрогенераторе 11. Влажный воздух, расширенный в воздушной турбине 12, охлаждают в воздухоохладителе-конденсаторе 14, но при этом в его поверхность теплообмена подают холодную воду из входного трубопровода 6 через трубопровод обвода гидрофильной поверхности аппарата М-цикла и трубопровод охлаждающей воды 16. Конденсат пара, образовавшийся в воздухоохладителе-конденсаторе 14, подают по трубопроводу 17 подачи конденсата в форсунки разбрызгивающего устройства 9 и производят увлажнение воздуха, подаваемого по воздуховоду 7 в регенеративный воздухоподогреватель 10. Сухой воздух из воздухоохладителя-конденсатора 14 подают в компрессор субатмосферной энергетической установки 13, сжимают и сбрасывают в атмосферу.In winter, at negative air temperatures, as well as in summer, atmospheric air is supplied to the inlets of the air channels of the M-cycle apparatus 5. The shut-off valve on the inlet water pipeline 6 is closed and the water supply to the hydrophilic surface of this apparatus is stopped. The shut-off valve is opened on the pipeline bypassing the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus 8. Through the pipeline 6 and the cooling water pipeline 16, cooling water is supplied to the heat exchange surface of the air cooler-condenser 14, which is used to cool the moist air in the air cooler-condenser 14 and condense the steam contained in it . As in summer mode, the useful work of the air turbine is used to drive the compressor of the subatmospheric power plant 13 and generate electricity in the electric generator 11. Humid air expanded in the air turbine 12 is cooled in the air cooler-condenser 14, but cold air is supplied to its heat exchange surface. water from the inlet pipeline 6 through the pipeline bypassing the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus and the cooling water pipeline 16. The steam condensate formed in the air cooler-condenser 14 is fed through the condensate supply pipeline 17 to the nozzles of the spraying device 9 and the air supplied through the air duct 7 is humidified into the regenerative air heater 10. Dry air from the air cooler-condenser 14 is supplied to the compressor of the subatmospheric power plant 13, compressed and discharged into the atmosphere.

Таким образом, предлагаемый газоперекачивающий агрегат при работе в летнем режиме позволяет:Thus, the proposed gas-pumping unit, when operating in summer mode, allows:

- повысить тепловую экономичность и мощность за счет уменьшения затраты энергии на сжатие в компрессоре сухого холодного воздуха и снижения температуры выхлопных газов, уходящих из регенеративного воздухоподогревателя;- increase thermal efficiency and power by reducing the energy consumption for compression in the dry cold air compressor and reducing the temperature of the exhaust gases leaving the regenerative air heater;

- значительно повысить энтальпию воздуха перед турбиной субатмосферной утилизационной энергетической установки, увеличить ее тепловую экономичность и электрическую мощность за счет увлажнения воздуха во «влажном» воздушном канале аппарата М-цикла, охлаждения воздуха и конденсации пара в воздухоохладителе-конденсаторе за счет использования холодной воды, стекающей с гидрофильной поверхности «влажного» канала аппарата М- цикла.- significantly increase the air enthalpy in front of the turbine of the subatmospheric utilization power plant, increase its thermal efficiency and electric power by humidifying the air in the "wet" air channel of the M-cycle apparatus, cooling the air and condensing the steam in the air cooler-condenser through the use of cold water flowing down from the hydrophilic surface of the “wet” channel of the M-cycle apparatus.

При работе в зимнем режиме предлагаемый газоперекачивающий агрегат позволяет:When operating in winter mode, the proposed gas compressor unit allows you to:

- обеспечивать повышение экономичности и электрической мощности субатмосферной утилизационной энергетической установки с охлаждением воздуха и конденсацией пара за счет подачи холодной воды в поверхность теплообмена воздухоохладителя-конденсатора;- to provide an increase in the efficiency and electric power of a subatmospheric utilization power plant with air cooling and steam condensation by supplying cold water to the heat exchange surface of the air cooler-condenser;

- обеспечить увлажнение воздуха перед регенеративным воздухоподогревателем за счет распыливания конденсата в разбрызгивающем устройстве.- provide air humidification in front of the regenerative air heater by spraying condensate in the spray device.

Claims (1)

Газоперекачивающий агрегат компрессорной станции, содержащий компрессор, камеру сгорания, силовую газовую турбину, нагнетатель природного газа, регенеративный воздухоподогреватель, с субатмосферной утилизационной энергетической установкой, содержащей воздушную турбину, воздухоохладитель-конденсатор, компрессор, электрогенератор; перед компрессором приводной газотурбинной установки установлен аппарат М-цикла с «сухим» и «влажным» воздушными каналами, разделенными металлической стенкой, покрытой со стороны «влажного» воздушного канала гидрофильной поверхностью, смачиваемой водой; входы «сухого» и «влажного» каналов связаны с атмосферой, выход «сухого» канала связан с входом компрессора, при работе установки в летнем режиме выход «влажного» связан воздуховодом с входом регенеративного воздухоподогревателя, выход которого связан с входом турбины субатмосферной утилизационной энергетической установки; ее выход через теплообменную поверхность воздухоохладителя-конденсатора и компрессор связан с атмосферой; вход гидрофильной поверхности связан с входным трубопроводом воды с насосом, а ее выход соединен трубопроводом охлаждающей воды с теплообменной поверхностью воздухоохладителя-конденсатора; корпус воздухоохладителя-конденсатора соединен по конденсату с трубопроводом отвода конденсата с насосом, отличающийся тем, что в нем дополнительно применены разбрызгивающее устройство, трубопровод обвода гидрофильной поверхности аппарата М-цикла, трубопровод подачи конденсата в разбрызгивающее устройство; разбрызгивающее устройство установлено на входе воздуха в регенеративный воздухоподогреватель; трубопровод обвода гидрофильной поверхности аппарата М-цикла связывает входной трубопровод воды с трубопроводом охлаждающей воды, трубопровод подачи конденсата в разбрызгивающее устройство связывает корпус воздухоохладителя-конденсатора с разбрызгивающим устройством; на входном трубопроводе воды, на трубопроводе обвода гидрофильной поверхности аппарата М-цикла и на трубопроводе подачи конденсата в разбрызгивающее устройство дополнительно установлены запорные задвижки.Gas compressor unit of the compressor station, containing a compressor, a combustion chamber, a power gas turbine, a natural gas blower, a regenerative air heater, with a subatmospheric utilization power plant containing an air turbine, an air cooler-condenser, a compressor, an electric generator; an M-cycle apparatus with "dry" and "wet" air channels separated by a metal wall covered from the side of the "wet" air channel with a hydrophilic surface wetted by water is installed in front of the compressor of the drive gas turbine plant; the inputs of the "dry" and "wet" channels are connected to the atmosphere, the output of the "dry" channel is connected to the inlet of the compressor, when the unit is operating in summer mode, the outlet of the "wet" is connected by an air duct to the inlet of the regenerative air heater, the outlet of which is connected to the inlet of the turbine of the subatmospheric utilization power plant ; its output through the heat exchange surface of the air cooler-condenser and the compressor is connected to the atmosphere; the inlet of the hydrophilic surface is connected to the inlet water pipeline with the pump, and its outlet is connected by a cooling water pipeline to the heat exchange surface of the air cooler-condenser; the case of the air cooler-condenser is connected via condensate to the condensate discharge pipeline with a pump, characterized in that it additionally uses a spray device, a pipeline bypassing the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus, a pipeline for supplying condensate to the spray device; the spraying device is installed at the air inlet to the regenerative air heater; the pipeline bypassing the hydrophilic surface of the M-cycle unit connects the inlet water pipeline with the cooling water pipeline, the pipeline for supplying condensate to the spray device connects the air cooler-condenser housing with the spray device; shut-off valves are additionally installed on the inlet water pipeline, on the pipeline bypassing the hydrophilic surface of the M-cycle apparatus and on the pipeline for supplying condensate to the spraying device.
RU2021139979A 2021-12-28 Gas compressor unit of a compressor station with a sub-atmospheric utilization power plant RU2779109C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2779109C1 true RU2779109C1 (en) 2022-08-31

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675427C1 (en) * 2017-07-27 2018-12-19 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" Combined utilizing gas turbine expander power plant of compressor station of main gas line
RU2744139C1 (en) * 2020-07-13 2021-03-03 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" Combined utilizing power gas turbine power plant of main line gas pipeline compressor station

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675427C1 (en) * 2017-07-27 2018-12-19 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" Combined utilizing gas turbine expander power plant of compressor station of main gas line
RU2744139C1 (en) * 2020-07-13 2021-03-03 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" Combined utilizing power gas turbine power plant of main line gas pipeline compressor station

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Artyukhov A.E., Levchenko D.O., Yurko I.V., 2017, Maisotsenko cycle applications in multi-stageejector recycling module for chemical production. In: IOP conference series: materials science and engineering vol 233, 1, pp 012024. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7007453B2 (en) Power system and method
CN103470379B (en) Combined energy-saving type Inlet Air Cooling System of Gas Turbine
US9458837B2 (en) Thermally driven solar power generating system
CN102278207B (en) Solution dehumidification based inlet gas cooling method for gas turbine
CN105019956A (en) Gas-steam combined cycle power generation waste heat utilization system
JPH07166888A (en) Method and equipment for increasing power generated from gas turbine
CN105317486A (en) Water-power co-production system recycling latent heat of humid air and method of water-power co-production system
CN210070102U (en) Ground pipe laying water source dehumidification humidification fresh air unit
CN109612148B (en) Wet air thermal circulation combined cooling and power generation system and working method thereof
RU2779109C1 (en) Gas compressor unit of a compressor station with a sub-atmospheric utilization power plant
CN201723313U (en) Gas turbine combined cycling device for distributed air and fuel humidification
CN102278205A (en) Combined cycle method capable of being used for distributed air and fuel humidified gas turbine
RU2802352C1 (en) Method of operation of combined utilization gas turbine unit of gas pumping unit of compressor station of main gas pipelines
RU2744139C1 (en) Combined utilizing power gas turbine power plant of main line gas pipeline compressor station
Khalatov et al. Prospects of the Maisotsenko thermodynamic cycle application in Ukraine
CN203547924U (en) Combined type energy-saving gas turbine inlet air cooling system
RU2779046C1 (en) Combined plant with gas pumping unit and subatmospheric power plant
CN209214303U (en) The vermicelli drying equipment of parallel heat pump hot-water heating system heating fresh air
RU2662009C1 (en) Gas turbine pumping unit of gas pipeline compressor station
Desideri et al. Water recovery from HAT cycle exhaust gas: a possible solution for reducing stack temperature problems
CN216845386U (en) Dehumidification drying system
CN103791616A (en) Dry inlet air generating device of dryer
CN2697328Y (en) Mixed circulation energy source equipment
CN110030638B (en) Utilize waste heat recovery's utility tunnel dehumidification system
CN209386694U (en) Closed circulation bristles drying equipment