RU2785654C1

RU2785654C1 - Method for using gas intended for venting into the atmosphere from the process utilities of the compressor station

Info

Publication number: RU2785654C1
Application number: RU2021138034A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Захаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Волгоград"
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2022-12-12

Abstract

FIELD: machine engineering

SUBSTANCE: invention relates to mechanical engineering, and more specifically to the main gas pipeline. A method for utilization of gas intended for venting into the atmosphere from the process utilities of a compressor station, including pipelines, pressure vessels and process equipment, starting from the gas extraction tap from the main gas pipeline at the inlet to the tap at the outlet of the compressor station, through which gas is returned to the main gas pipeline after compression by the engine of the gas pumping unit, to which gas is supplied for power supply via the fuel gas unit (FGU). At the same time, the gas is reduced to the minimum permissible value at the FGU inlet by the pressure regulator and utilities with gas intended for venting into the atmosphere are connected via a tap and a check valve on the other side to the same FGU inlet using a header via taps.

EFFECT: present invention improves environmental safety.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к транспорту газа путем сжатия и может быть использовано для экономии газа на собственные нужды компрессорной станции, обеспечивающей транспорт газа по магистральному газопроводу.SUBSTANCE: invention relates to gas transportation by compression and can be used to save gas for own needs of a compressor station that provides gas transportation through a main gas pipeline.

Известно устройство «Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов (варианты)», суть которого заключается в перекрытии опорожняемого участка на его входе, направлении газа через перемычки в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям газопровода до ближайшей компрессорной станции с целью перекачки и использования на собственные нужды некоторого объема газа, предназначенного к стравливанию. Дата подачи заявки 19.03.2008, F17D 1/07, Патент №2362087:A device is known "Method for emptying pipeline sections from gas in multi-line systems of main gas pipelines (options)", the essence of which is to block the section to be emptied at its inlet, to direct gas through jumpers into the bypass of the section to be emptied along parallel threads of the gas pipeline to the nearest compressor station for the purpose of pumping and use for own needs of a certain volume of gas intended for bleed. Application filing date 03/19/2008, F17D 1/07, Patent No. 2362087:

Известно также устройство «Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов», суть которого аналогична плюс дополнительное использование мобильных газоперекачивающих устройств. Дата подачи заявки 16.06.2010, МПК F17D 1/07, Патент №2426937.It is also known the device "Method of emptying pipeline sections from gas in multi-line systems of main gas pipelines", the essence of which is similar, plus the additional use of mobile gas pumping devices. Application filing date 06/16/2010, IPC F17D 1/07, Patent No. 2426937.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является Патент №2426937 от 16.06.2010, МПК F17D 1/07. Но описанное устройство не может быть принято за прототип изобретения, так как оно применяется для опорожнения магистральных трубопроводов, а предлагаемое изобретение применяется для опорожнения технологических коммуникаций компрессорной станции.Closest to the claimed technical solution in terms of technical essence and the achieved technical result is Patent No. 2426937 dated 06/16/2010, IPC F17D 1/07. But the described device cannot be taken as a prototype of the invention, since it is used to empty the main pipelines, and the proposed invention is used to empty the technological communications of the compressor station.

Поэтому прототипом будет классическое исполнение компрессорной станции (КС), включающей трубопроводы, сосуды высокого давления и технологическое оборудование, начиная от крана отбора газа из магистрального газопровода на входе, до крана на выходе компрессорной станции, через который в магистральный газопровод газ возвращают после сжатия двигателем газоперекачивающего агрегата (ГПА). Топливный газ к двигателю ГПА подают через индивидуальный блок топливного газа (БТГ) или общий для всех ГПА компрессорного цеха. При этом в процессе эксплуатации, а также при выполнении ремонта и обслуживания технологической обвязки цеха, входных и выходных шлейфов КС, проверки аварийного останова КС, предусмотрено нормальное технологическое стравливание природного газа в атмосферу. Вследствие этого, происходят значительные потери газа, расходы на экологический сбор и наносится вред экологии.Therefore, the prototype will be the classic version of the compressor station (CS), including pipelines, high-pressure vessels and process equipment, starting from the gas extraction valve from the main gas pipeline at the inlet to the valve at the outlet of the compressor station, through which gas is returned to the main gas pipeline after compression by the gas compressor engine. unit (GPA). Fuel gas is supplied to the GPA engine through an individual fuel gas unit (FGB) or a compressor shop common to all GPAs. At the same time, during operation, as well as during repair and maintenance of the technological piping of the workshop, inlet and outlet loops of the compressor station, checking the emergency shutdown of the compressor station, normal process bleeding of natural gas into the atmosphere is provided. As a result, there are significant gas losses, the cost of environmental fees and damage to the environment.

Технической задачей изобретения является использование на собственные нужды газа, технологически предназначенного к стравливанию в атмосферу из коммуникаций компрессорной станции.The technical objective of the invention is the use of gas for own needs, technologically designed to be vented into the atmosphere from the communications of the compressor station.

Решение поставленной задачи продемонстрировано с помощью схем на фиг. 1 - фиг. 6.The solution to this problem is demonstrated using the diagrams in Fig. 1 - fig. 6.

На фиг. 1 слева изображена исходная схема питания ГПА, работающего через блок топливного газа (БТГ). Газ из входного трубопровода поступает на вход БТГ через открытый кран Кр.12 и Кр.12Б. Для сравнения, справа представлена схема питания ГПА, работающего через измененную схему.In FIG. Figure 1 on the left shows the original power supply circuit of the GPU operating through the fuel gas unit (FGU). Gas from the inlet pipeline enters the BTG inlet through the open valve Kr.12 and Kr.12B. For comparison, on the right is the power supply circuit of the GPU operating through the modified circuit.

На фиг. 2 изображена схема питания двигателя ГПА при параллельной работе через измененную схему. К коллектору технологического стравливания (Коллектор) через краны подключают: контуры нагнетателей всех ГПА, аппараты воздушного охлаждения, входные и выходные трубопроводы компрессорной станции и другие коммуникации, газ из которых при выполнении ремонта или обслуживания предназначен к стравливанию в атмосферу. На схеме к Коллектору подключен контур нагнетателя через Кр.5-ТС. Этот кран и кран Кр.12Б при работе ГПА закрыты. Газ из входного трубопровода через открытый кран Кр.12 и Кр.12-2, далее через фильтр Ф1 поступает на вход регулятора РД1, который редуцирует газ до минимально допустимого давления и через Кр. 12-1 подает на вход БТГ. Значение минимально допустимого давления на выходе регулятора настраивают исходя из технических характеристик питаемого оборудования (ГПА, котельная, электростанция). Для питания двигателя ГПА давление на выходе регулятора настроено на 28 кгс/см². Также к выходу РД1 через обратный клапан (ОК) и кран Кр.12-3 подключен Коллектор. При давлении в Коллекторе менее 28 кгс/см², ОК закрыт обратным перепадом давления газа и, таким образом, Коллектор отключен от входа БТГ.In FIG. 2 shows the power supply circuit of the GPU engine during parallel operation through the modified circuit. The following is connected to the process bleed manifold (collector) through valves: the blower circuits of all GPUs, air coolers, inlet and outlet pipelines of the compressor station and other communications, the gas from which is intended to be bled into the atmosphere during repairs or maintenance. In the diagram, the supercharger circuit is connected to the Collector through Kr.5-TC. This valve and the valve Kr.12B are closed during the operation of the GPU. Gas from the inlet pipeline through the open valve Kr.12 and Kr.12-2, then through the filter F1 enters the inlet of the regulator RD1, which reduces the gas to the minimum allowable pressure and through Kr. 12-1 feeds BTG to the input. The value of the minimum allowable pressure at the outlet of the regulator is adjusted based on the technical characteristics of the powered equipment (GCU, boiler house, power plant). To feed the GPU engine, the pressure at the regulator outlet is set to 28 kgf/cm2 ^. Also, a Collector is connected to the outlet of RD1 through a check valve (OK) and a valve Kr.12-3. When the pressure in the Collector is less than 28 kgf/cm2, ^the OK is closed by a reverse gas pressure drop and, thus, the Collector is disconnected from the BTG inlet.

На фиг. 3 изображена схема питания двигателя при нормальном останове ГПА (или аварийном останове без стравливания). На остановленном ГПА по алгоритму закрывают Кр.1, Кр.2, Кр.12, Кр.12-3 и открывают Кр.9 и Кр.12Б, через которые стравливают топливный газ из отсеченных участков остановленного двигателя. Затем открывают Кр.5-ТС и газ из отсеченного кранами контура нагнетателя поступает в Коллектор. Давление в Коллекторе станет более 28 кгс/см2, прямой перепад давления газа откроет обратный клапан ОК и газ из Коллектора через Кр.12-3, ОК и Кр.12-1 поступит на вход БТГ всех работающих ГПА. Одновременно к Коллектору будут подключены и другие потребители газа, находящиеся в работе. При этом регулятор РД1, через который газ из входного трубопровода подавали к БТГ, закроется повышенным давлением газа, поступившем на его выход из Коллектора.In FIG. 3 shows the power supply circuit of the engine during normal shutdown of the GPU (or emergency shutdown without bleed). On the stopped GPU, according to the algorithm, Kr.1, Kr.2, Kr.12, Kr.12-3 are closed and Kr.9 and Kr.12B are opened, through which fuel gas is bled from the cut-off sections of the stopped engine. Then Kr.5-TS is opened and the gas from the supercharger circuit cut off by the valves enters the Collector. The pressure in the Collector will become more than 28 kgf/cm2, the direct gas pressure drop will open the OK check valve and the gas from the Collector through Kr.12-3, OK and Kr.12-1 will enter the BTG inlet of all operating GPUs. At the same time, other gas consumers that are in operation will be connected to the Collector. In this case, the RD1 regulator, through which gas was supplied from the inlet pipeline to the BTG, will be closed by the increased pressure of the gas that entered its outlet from the Collector.

На фиг. 4 изображена схема завершения питания двигателя из Коллектора. После выработки газа из стравливаемого участка до 28 кгс/см², регуляторы РД1 работающих ГПА откроются в результате понижения давления на их выходе и газ через них вновь поступит к БТГ, восстановив, таким образом, питание двигателя ГПА из входного трубопровода. Обратным перепадом давления газа закроется клапан ОК, и газ из Коллектора перестанет поступать на вход БТГ работающих ГПА. На остановленном ГПА, при отсутствии потребителей газа с более низким значением предварительного редуцирования, в соответствии с алгоритмом кран Кр.5-ТС закрывают, а кран Кр.5 открывают и остаток газа стравливают в атмосферу.In FIG. 4 shows a diagram of the completion of the engine power supply from the Collector. After the production of gas from the bleed area to 28 kgf/cm ² , the RD1 regulators of the operating GPAs will open as a result of a decrease in pressure at their outlet and the gas will again flow through them to the BTG, thus restoring the power supply of the GPU engine from the inlet pipeline. The reverse pressure drop of the gas will close the OK valve, and the gas from the Collector will stop flowing to the inlet of the BTG of the working GCUs. At the stopped GPA, in the absence of gas consumers with a lower value of preliminary reduction, in accordance with the algorithm, the valve Kr.5-TS is closed, and the valve Kr.5 is opened and the rest of the gas is released into the atmosphere.

На фиг. 5 представлена схема переходных процессов при изменении питания двигателя. При питании двигателя из входного трубопровода через РД1, на входе штатного регулятора поддерживается давление 28 кгс/см2, а после регулятора РД на вход двигателя поступает давление 25 кгс/см². При питании двигателя из стравливаемых коммуникаций через Коллектор, на вход штатного регулятора поступит давление в диапазоне 75÷28 кгс/см², при этом регулятор РД обеспечивает на вход двигателя прежнее давление 25 кгс/см².In FIG. 5 shows a diagram of transient processes when the engine power is changed. When the engine is powered from the inlet pipeline through RD1, a pressure of 28 kgf/cm2 is maintained at the inlet of the regular regulator, and after the RD regulator, a pressure of 25 kgf/cm2 is supplied to ^the engine inlet. When the engine is powered from bleed communications through the Collector, the input of the regular regulator will receive pressure in the range of 75÷28 kgf/cm ² , while the RD regulator provides the same pressure of 25 kgf/cm ² to the engine input.

На фиг. 6 представлена схема при наличии потребителей газа с более низким значением предварительного редуцирования. После завершения питания двигателей ГПА из Коллектора, продолжится питание двигателей электростанции собственных нужд (ЭСН) и котельной. В соответствии с техническими характеристиками, для питания котельной и электростанции давление на входе БТГ должно быть не менее 10 кгс/см², а на выходе БТГ давление питающего газа равно 3 кгс/см². Поэтому в данном случае на выходе регулятора РД1 настраивают давление газа, равное 10 кгс/см². Подключение к общему Коллектору произойдет аналогичным образом и одновременно с ГПА. После выработки газа из Коллектора до 10 кгс/см², на остановленном ГПА по алгоритму кран Кр.5-ТС закрывают, а кран Кр.5 открывают и остаток газа стравливают в атмосферу.In FIG. 6 shows a diagram in the presence of gas consumers with a lower value of preliminary reduction. After the power supply of the GPU engines from the Collector is completed, the power supply to the engines of the auxiliary power plant (APS) and the boiler house will continue. In accordance with the technical specifications, to supply the boiler house and power plant, the pressure at the inlet of the BTG must be at least 10 kgf / cm ² , and at the outlet of the BTG the supply gas pressure is 3 kgf / cm ² . Therefore, in this case, at the outlet of the regulator RD1, a gas pressure of 10 kgf/cm ² is set. Connection to a common Collector will occur in a similar way and simultaneously with the GPU. After the production of gas from the Collector up to 10 kgf/cm ² , at the stopped GPA, according to the algorithm, the valve Kr.5-TS is closed, and the valve Kr.5 is opened and the rest of the gas is bled into the atmosphere.

В результате происходит автоматическое переключение питания двигателя ГПА на газ, предназначенный к стравливанию в атмосферу, и восстановление прежнего питания после выработки газа до определенного давления из отсеченных кранами участков. Порог использования газа из Коллектора ограничен минимальным значением давления газа на входе регуляторов топлива основной ступени редуцирования РД, достаточном для работы потребителя. Первым закончит питание из Коллектора потребитель с наибольшим требуемым давлением топливного таза, а последним - с наименьшим. Этот способ может быть реализован на станции как с одним цехом, так и с несколькими цехами. Изобретение позволяет использовать 60% от объема газа, который обычно стравливают в атмосферу.As a result, the power supply of the GPU engine is automatically switched to gas intended for venting into the atmosphere, and the previous power supply is restored after the gas is produced to a certain pressure from the sections cut off by the cranes. The threshold for using gas from the Collector is limited by the minimum value of gas pressure at the inlet of the fuel regulators of the main reduction stage of the RD, sufficient for the operation of the consumer. The consumer with the highest required pressure of the fuel basin will be the first to finish feeding from the Collector, and the last - with the lowest. This method can be implemented at a station with both one shop and several shops. The invention makes it possible to use 60% of the volume of gas that is usually vented to the atmosphere.

Claims

A method of using gas intended to be bled into the atmosphere from technological communications of a compressor station, including pipelines, high-pressure vessels and process equipment, starting from a gas sampling valve from the main gas pipeline at the inlet to a valve at the outlet of the compressor station, through which gas is returned to the main gas pipeline after compression by the engine of a gas compressor unit, to which gas is supplied for power through a fuel gas unit (FG), characterized in that, using a pressure regulator, the gas is reduced to the minimum allowable value to the inlet of the BTG, and on the other hand through a tap and a check valve to the same inlet BTG through a collector through valves connect communications with gas intended for venting into the atmosphere, which allows you to automatically switch the engine power to gas intended for venting into the atmosphere, and return the previous power after gas production to the minimum allowable pressure.