RU2789370C1 - Compressor system and compressor operation method - Google Patents
Compressor system and compressor operation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789370C1 RU2789370C1 RU2022104740A RU2022104740A RU2789370C1 RU 2789370 C1 RU2789370 C1 RU 2789370C1 RU 2022104740 A RU2022104740 A RU 2022104740A RU 2022104740 A RU2022104740 A RU 2022104740A RU 2789370 C1 RU2789370 C1 RU 2789370C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- gas
- reduced pressure
- additional
- under reduced
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION
[0001] Объект изобретения, описанный в настоящем документе, относится к системам газовых компрессоров и к способам работы компрессора, более конкретно к системе и способу, в которых используют технологические газы, содержащие углеводороды, такие как метан, этан и бутан.[0001] The subject matter described herein relates to gas compressor systems and compressor operating methods, more particularly to a system and method that uses process gases containing hydrocarbons such as methane, ethane, and butane.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Система компрессора содержит по меньшей мере компрессор, например центробежный компрессор, сообщающийся по текучей среде с всасывающим каналом и выпускным каналом. Чтобы избежать помпажа в компрессоре, всасывающий канал и выпускной канал сообщаются по текучей среде через рециркуляционный канал, управляемый противопомпажным клапаном. Рециркуляционный канал формирует контур между выпускным отверстием компрессора и впускным отверстием компрессора и обеспечивает защиту компрессора от помпажа посредством противопомпажного клапана.[0002] The compressor system comprises at least a compressor, such as a centrifugal compressor, in fluid communication with a suction port and an outlet port. To avoid surge in the compressor, the suction port and the outlet port are in fluid communication through a recirculation port controlled by an anti-surge valve. The recirculation duct forms a loop between the compressor outlet and the compressor inlet and provides surge protection for the compressor via an anti-surge valve.
[0003] Для выполнения ряда операций технического обслуживания, некоторых операций ремонта или при каких-либо продолжительных остановах по иным причинам, связанным с работой установки, компрессор останавливают и сбрасывают давление в нем. Кроме того, сбрасывают давление в конечном участке всасывающего канала, начальном участке выпускного канала и рециркуляционном канале.[0003] To perform a number of maintenance operations, some repair operations, or during any long shutdowns for other reasons related to the operation of the installation, the compressor is stopped and depressurized in it. In addition, the pressure is released in the final section of the suction channel, the initial section of the outlet channel and the recirculation channel.
[0004] Общая практика сброса давления во внутренних объемах компрессора и соединенных с ним каналов заключается в том, что технологический газ высвобождают непосредственно в атмосферу или сжигают в стволе факела для сжигания. Однако такая практика приводит к высвобождению в атмосферу парниковых газов, что приводит к потере полезных продуктов, а также к выбросу активных парниковых газов (например, парниковая активность метана в 28–34 раза сильнее, чем у диоксида углерода, в расчете на 100 лет).[0004] A common practice for depressurizing the internal volumes of a compressor and associated ducts is for the process gas to be vented directly to the atmosphere or combusted in a combustion flare. However, this practice results in the release of greenhouse gases into the atmosphere, which leads to the loss of useful products, as well as the release of active greenhouse gases (for example, the greenhouse activity of methane is 28–34 times greater than that of carbon dioxide, based on 100 years).
[0005] Кроме того, некоторые компрессоры, применяемые в настоящее время в промышленности, производят другие выбросы газообразных углеводородов. Они могут иметь механические сухие газовые уплотнения, которые во избежание контакта между движущимися частями допускают медленную и постоянную утечку технологического газа, который отводят в атмосферу или сжигают в факеле. Кроме того, сухие газовые уплотнения компрессоров содержат резервный фильтр, который держится в запасе и готов к замене рабочего фильтра. Для предотвращения конденсации при вводе резервного фильтра в эксплуатацию резервный фильтр и газ внутри него поддерживают в теплом состоянии с помощью стравленного технологического газа. Затем стравленный газ отводят в атмосферу или сжигают в факеле.[0005] In addition, some compressors currently used in industry produce other emissions of gaseous hydrocarbons. They may have mechanical dry gas seals which, to avoid contact between moving parts, allow a slow and constant leakage of the process gas, which is vented to the atmosphere or flared. In addition, compressor dry gas seals contain a back-up filter that is kept in stock and ready to replace the working filter. To prevent condensation, when the backup filter is put into service, the backup filter and the gas inside it are kept warm by the vented process gas. The vented gas is then vented to the atmosphere or burned in a flare.
[0006] Кроме того, компрессоры часто приводятся в действие газовой турбиной, и можно также использовать технологический газ для инициирования вращения газовой турбины перед началом сжигания, за счет того, что он находится под давлением; в этом случае (несгоревший) технологический газ на выпускном отверстии турбины высвобождают в атмосферу или сжигают в факеле.[0006] In addition, compressors are often driven by a gas turbine, and process gas can also be used to initiate rotation of the gas turbine prior to combustion by being pressurized; in this case, the (unburnt) process gas at the turbine outlet is vented to the atmosphere or flared.
[0007] Газовая турбина, приводящая в действие компрессор, получает преимущества от нагрева впускного канала турбины до запуска турбины, поскольку это предотвращает конденсацию пропеллента. Такой нагрев также выполняют путем стравливания топливного газа, который затем отводят в атмосферу или сжигают в факеле.[0007] The gas turbine driving the compressor benefits from heating the turbine inlet prior to starting the turbine as this prevents propellant from condensing. Such heating is also performed by venting the fuel gas, which is then vented to the atmosphere or flared.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0008] В соответствии с аспектом, описанным в настоящем документе, объект изобретения относится к системе компрессора, содержащей: по меньшей мере один основной компрессор, имеющий основное впускное отверстие и основное выпускное отверстие; дополнительный компрессор, имеющий дополнительное впускное отверстие и дополнительное выпускное отверстие; систему трубопроводов, выполненную с возможностью подачи газа в основное впускное отверстие и сбора газа из основного выпускного отверстия; один или более компонентов, испускающих газ под пониженным давлением, причем каждый компонент имеет коллектор, выполненный с возможностью сбора газа под пониженным давлением; при этом дополнительное впускное отверстие соединено по текучей среде с одним или более коллекторами; и при этом дополнительное впускное отверстие соединено по текучей среде с системой трубопроводов и выполнено с возможностью отбора газа из системы трубопроводов, когда основной компрессор отключен.[0008] In accordance with the aspect described herein, the subject matter of the invention relates to a compressor system comprising: at least one main compressor having a main inlet and a main outlet; an additional compressor having an additional inlet and an additional outlet; a piping system configured to supply gas to the main inlet and collect gas from the main outlet; one or more components emitting gas under reduced pressure, each component having a manifold configured to collect the gas under reduced pressure; wherein the additional inlet is fluidly connected to one or more manifolds; and wherein the additional inlet is fluidly connected to the piping system and configured to draw gas from the piping system when the main compressor is off.
[0009] В соответствии с другим аспектом описанный в настоящем документе объект изобретения относится к способу работы компрессора, включающему этапы: сбора газа под пониженным давлением из компрессора во время работы или запуска компрессора; перекачивания газа под пониженным давлением в канал под давлением; останова компрессора; сбора технологического газа из компрессора, когда компрессор не работает, и перекачивания технологического газа в канал под давлением.[0009] In accordance with another aspect, the subject matter described herein relates to a method for operating a compressor, comprising the steps of: collecting reduced pressure gas from a compressor during compressor operation or startup; pumping gas under reduced pressure into a channel under pressure; compressor stop; collecting process gas from the compressor when the compressor is not running, and pumping the process gas into a pressurized duct.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS
[0010] Описанные варианты осуществления изобретения и многие сопутствующие ему преимущества можно более полно оценить и понять в ходе изучения следующего подробного описания, рассматриваемого в связи с прилагаемыми чертежами, причем:[0010] The described embodiments of the invention and many of its attendant advantages can be more fully appreciated and understood in the course of studying the following detailed description, considered in connection with the accompanying drawings, and:
на Фиг. 1 представлен схематический вид первого варианта осуществления системы компрессора в соответствии с описанным в настоящем документе объектом изобретения;in FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of a compressor system in accordance with the subject matter described herein;
на Фиг. 2 представлен схематический вид второго варианта осуществления системы компрессора в соответствии с описанным в настоящем документе объектом изобретения, причем некоторые элементы не показаны для простоты изложения;in FIG. 2 is a schematic view of a second embodiment of a compressor system in accordance with the subject matter described herein, with some elements omitted for ease of presentation;
на Фиг. 3 представлена блок-схема варианта осуществления способа управления в соответствии с описанным в настоящем документе объектом изобретения.in FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of a control method in accordance with the subject matter described herein.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
[0011] Описанный в настоящем документе объект изобретения относится к системам компрессора и способам работы компрессора.[0011] The subject matter described herein relates to compressor systems and compressor operating methods.
[0012] Система компрессора, в частности предназначенная для применения в нефтегазовой отрасли, выполнена с возможностью приема потока газообразного углеводорода, его обработки и его выдачи под более высоким давлением. В этих типах применения давление входящего потока газа повышают еще перед системой компрессора, т. е. он находится под высоким давлением, например 40 бар. Система компрессора обрабатывает входящий поток газа, повышая его давление до еще более высокого уровня, например до 80 бар.[0012] A compressor system, particularly for use in the oil and gas industry, is configured to receive, process, and deliver a hydrocarbon gas stream at a higher pressure. In these types of applications, the incoming gas stream is pressurized even before the compressor system, i.e. it is at high pressure, for example 40 bar. The compressor system processes the incoming gas stream by increasing its pressure to an even higher level, for example up to 80 bar.
[0013] Такая система компрессора содержит основной компрессор, более конкретно центробежный компрессор, и систему трубопроводов, которая сообщается по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием основного компрессора. Система трубопроводов включает по меньшей мере всасывающий канал, выпускной канал и предпочтительно рециркуляционный канал, выполненный с возможностью формирования контура между впускным отверстием компрессора и выпускным отверстием компрессора.[0013] Such a compressor system comprises a main compressor, more specifically a centrifugal compressor, and a piping system that is in fluid communication with the inlet and outlet of the main compressor. The piping system includes at least a suction channel, an outlet channel, and preferably a recirculation channel configured to form a loop between the compressor inlet and the compressor outlet.
[0014] Описанная в настоящем документе система компрессора дополнительно включает дополнительный компрессор, более конкретно поршневой компрессор, сообщающийся по текучей среде с системой трубопроводов. Во время останова основного компрессора система трубопроводов по существу является изолированной, и значительное количество технологического газа остается захваченным в системе трубопроводов и внутри основного компрессора. Назначение дополнительного компрессора состоит в откачивании технологического газа из системы трубопроводов после останова, что позволяет выполнить проверку, техническое обслуживание или ремонт основного компрессора без выброса какого-либо значительного количества технологического газа в атмосферу или его сжигания в факеле.[0014] The compressor system described herein further includes an additional compressor, more specifically a reciprocating compressor, in fluid communication with the piping system. During a shutdown of the main compressor, the piping system is essentially isolated and a significant amount of process gas remains trapped in the piping system and within the main compressor. The purpose of the secondary compressor is to evacuate process gas from the piping system after a shutdown, allowing inspection, maintenance or repair of the main compressor without any significant process gas being released to atmosphere or flared.
[0015] В частности, дополнительный компрессор выполнен с возможностью сбора технологического газа, захваченного в системе трубопроводов, и его перекачивания в коллектор на линии всасывания или в канал под давлением, расположенный перед системой трубопроводов. Таким образом, дополнительный компрессор выполнен с возможностью увеличения давления захваченного газа до давления внутри коллектора на линии всасывания (например, до 40 бар).[0015] Specifically, the additional compressor is configured to collect process gas entrained in the piping system and pump it to a suction header or pressure port located before the piping system. Thus, the additional compressor is configured to increase the pressure of the entrained gas to the pressure inside the suction header (eg up to 40 bar).
[0016] Другое назначение дополнительного компрессора заключается в рециркуляции несгоревшего газа под пониженным давлением, выпущенного системой компрессора, например, в результате утечки и отведения в атмосферу. На практике один или более компонентов системы компрессора могут испускать газообразный углеводород под пониженным давлением. Например, основной компрессор может иметь механические сухие газовые уплотнения, через которые во время работы осуществляется непрерывная утечка технологического газа, что обусловливается их конструкцией, и которые, следовательно, являются источником газа под пониженным давлением. Кроме того, такие сухие газовые уплотнения могут содержать фильтры, которые предпочтительно поддерживают в теплом состоянии, даже во внерабочее время. Для поддержания в теплом состоянии не работающих в данный момент фильтров и газа, который в них содержится, узел компрессора может содержать систему стравленного газа, которая обеспечивает циркуляцию (теплого) технологического газа внутри фильтра основного компрессора и представляет собой дополнительный источник газа под пониженным давлением.[0016] Another purpose of the additional compressor is to recycle unburned gas under reduced pressure released by the compressor system, for example, as a result of leakage and venting to the atmosphere. In practice, one or more components of the compressor system may emit hydrocarbon gas under reduced pressure. For example, the main compressor may have mechanical dry gas seals that continuously leak process gas during operation due to their design and hence provide a source of reduced pressure gas. In addition, such dry gas seals may contain filters which are preferably kept warm, even outside business hours. To keep the currently inactive filters and the gas they contain warm, the compressor assembly may include a bleed gas system that circulates (warm) process gas within the main compressor filter and provides an additional source of reduced pressure gas.
[0017] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления система компрессора содержит газовую турбину, приводящую в действие основной компрессор и другие компоненты, связанные с газовой турбиной, которые испускают газ под пониженным давлением. Например, газовая турбина может иметь пневматический стартер, который использует технологический газ (под давлением) для запуска газовой турбины и испускает газ под пониженным давлением. Кроме того, газовая турбина имеет топливопровод, который необходимо нагревать перед запуском турбины для предотвращения конденсации в топливном газе. Такой нагрев можно осуществлять потоком (теплого) технологического газа, который затем испускается в виде газа под пониженным давлением.[0017] In accordance with some embodiments, the compressor system comprises a gas turbine driving a main compressor and other components associated with the gas turbine that emit gas at reduced pressure. For example, a gas turbine may have an air starter that uses process gas (under pressure) to start the gas turbine and emit gas at reduced pressure. In addition, the gas turbine has a fuel line that must be heated before starting the turbine to prevent condensation in the fuel gas. Such heating can be carried out by a stream of (warm) process gas, which is then emitted as a gas under reduced pressure.
[0018] Чтобы предотвратить выброс газа под пониженным давлением в атмосферу или его сжигание, система компрессора содержит один или более коллекторов, выполненных с возможностью сбора газа под пониженным давлением, испускаемого из одного или более вышеупомянутых компонентов. Такой коллектор соединен по текучей среде с дополнительным компрессором для повышения давления и рециркуляции собранного газа под пониженным давлением.[0018] In order to prevent the release of the gas under reduced pressure into the atmosphere or its combustion, the compressor system includes one or more manifolds configured to collect the gas under reduced pressure emitted from one or more of the above components. Such a manifold is fluidly connected to an additional compressor for pressurizing and recirculating the collected gas under reduced pressure.
[0019] В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления система компрессора содержит накопительную емкость, расположенную ниже по потоку относительно коллектора, для хранения газа под пониженным давлением, собранного из испускающих газ компонентов, и дополнительный компрессор, сообщающийся по текучей среде с накопительной емкостью.[0019] In accordance with preferred embodiments, the compressor system comprises a storage tank located downstream of the manifold for storing reduced pressure gas collected from gas-emitting components, and an additional compressor in fluid communication with the storage tank.
[0020] Накопительная емкость и дополнительный компрессор могут быть выполнены по форме и размеру с возможностью выполнения задачи опорожнения системы трубопроводов за заданное время после завершения работы основного компрессора. Дополнительный компрессор, выполненный таким образом, имеет более высокую производительность, чем требуется для выполнения задачи рециркуляции газа под пониженным давлением, собранного в результате утечки во время работы основного компрессора. Накопительная емкость позволяет дополнительному компрессору работать в прерывистом режиме, а в периоды между рабочими циклами газ под пониженным давлением хранится в накопительной емкости.[0020] The storage tank and the secondary compressor can be shaped and sized to perform the task of emptying the piping system in a predetermined time after the main compressor is finished. An additional compressor thus configured has a higher capacity than is required to fulfill the task of recirculating the reduced pressure gas collected as a result of a leak during the operation of the main compressor. The storage tank allows the auxiliary compressor to operate intermittently, and between cycles the gas is stored under reduced pressure in the storage tank.
[0021] Ниже будут даны подробные ссылки на варианты осуществления описания, причем один или более примеров проиллюстрированы на чертежах. Каждый из примеров приводится для пояснения описания, а не ограничения настоящего описания. В сущности специалистам в данной области должно быть очевидно, что в рамках настоящего описания можно создавать различные модификации и вариации без отступления от объема или сущности описания. Ссылка в данном описании на «один вариант осуществления», или «вариант осуществления», или «некоторые варианты осуществления» означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанные в связи с вариантом осуществления, включены в по меньшей мере один вариант осуществления описанного объекта изобретения. Таким образом, появление фразы «в одном варианте осуществления», «в варианте осуществления» или «в некоторых вариантах осуществления» в различных местах во всем данном описании не обязательно относится к одному (-им) и тому (тем) же варианту (-ам) осуществления изобретения. Конкретные признаки, структуры или характеристики можно дополнительно комбинировать любым приемлемым способом в одном или более вариантах осуществления.[0021] Below will be given detailed reference to embodiments of the description, with one or more examples illustrated in the drawings. Each of the examples is provided to clarify the description and not to limit the present description. As such, it should be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made within the scope of the present disclosure without departing from the scope or spirit of the description. Reference in this specification to "one embodiment" or "an embodiment" or "some embodiments" means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with an embodiment is included in at least one embodiment of the described subject matter. inventions. Thus, the occurrence of the phrase "in one embodiment", "in an embodiment" or "in some embodiments" in various places throughout this specification does not necessarily refer to one(s) and the same(s) ) implementation of the invention. Specific features, structures, or characteristics can be further combined in any suitable manner in one or more embodiments.
[0022] При представлении элементов различных вариантов осуществления формы единственного числа и слово «указанный» предназначены для обозначения того, что существуют один или более элементов. Термины «содержащий», «включающий» и «имеющий» предназначены для указания включения и означают, что помимо перечисленных элементов могут существовать дополнительные элементы.[0022] When representing elements of various embodiments, the singular form and the word "specified" are intended to indicate that one or more elements exist. The terms "comprising", "including" and "having" are intended to indicate inclusion and mean that additional elements may exist in addition to the listed elements.
[0023] В соответствии с одним аспектом и со ссылкой на Фиг. 1 описанный в настоящем документе объект изобретения обеспечивает систему 1 компрессора. Система 1 компрессора выполнена с возможностью использования в нефтегазовой отрасли и выполнена с возможностью приема потока газообразного углеводорода, находящегося под давлением выше атмосферного давления, например 40 бар, его обработки и его выдачи под более высоким давлением, чем давление в линии всасывания, например 80 бар.[0023] In accordance with one aspect and with reference to FIG. 1 The object of the invention described in this document provides system 1 compressor. The 1 compressor system is made with the possibility of using in the oil and gas industry and is made with the possibility of taking a gas -shaped flow flow that is under pressure above atmospheric pressure, for example 40 bar, its processing and its issues at higher pressure than the pressure in the suction line, for example 80 bar.
[0024] Система 1 компрессора содержит по меньшей мере один основной компрессор 100, более конкретно центробежный компрессор. В зависимости от требований к конструкции системы 1 компрессора последняя может содержать два или более основных компрессора 100, расположенных последовательно и/или параллельно.[0024] Compressor system 1 includes at least one
[0025] Основной компрессор 100 имеет основное впускное отверстие 101, выполненное с возможностью приема обрабатываемого потока газообразного углеводорода, и основное выпускное отверстие 106, выполненное с возможностью выдачи обработанного потока. Основной компрессор 100 дополнительно содержит одно или более механических уплотнений 125, более конкретно сухих газовых уплотнений, расположенных между валом и наружным корпусом собственно основного компрессора 100.[0025] The
[0026] Принцип работы таких сухих газовых уплотнений предполагает непрерывное стравливание газа из основного компрессора 100 для поддержания буферной прослойки в виде потока газа между движущимися частями. Механическое уплотнение 125 имеет впускное отверстие для газа, выполненное с возможностью сбора технологического газа, стравленного из системы 1 компрессора, и выпускное отверстие для газа, выполненное с возможностью испускания утечки газа под пониженным давлением. Внутри уплотнения газ протекает от впускного отверстия для газа к выпускному отверстию для газа и формирует буферную прослойку между движущимися частями. Предпочтительно механические уплотнения 125 содержат коллектор 126, выполненный с возможностью сбора газа под пониженным давлением, испускаемого из выпускного отверстия для газа. Выражение «газ под пониженным давлением» означает содержащий углеводороды газ, испускаемый под более низким давлением, чем давление технологического газа выше по потоку от основного компрессора 100.[0026] The principle of operation of such dry gas seals involves the continuous bleeding of gas from the
[0027] Система 1 компрессора дополнительно содержит фильтры для буферного газа, расположенные выше по потоку от механических уплотнений 125, для предотвращения попадания жидкостей, механических частиц и других твердых веществ, имеющих диаметр выше заданного предела, в уплотнение и его повреждения. Для фильтрации буферного газа используют по меньшей мере один рабочий фильтр, при этом в запасе находится по меньшей мере один чистый резервный фильтр, на который можно переключаться с рабочего фильтра, чтобы избежать остановки основного компрессора 100 в случае загрязнения рабочего фильтра. Система 1 компрессора содержит систему 127 для подогрева резервного фильтра, выполненную с возможностью подогрева фильтра, находящегося в запасе, посредством стравленного технологического газа, который имеет температуру от 70 °C до 95 °C. Система 127 для подогрева резервного фильтра выполнена с возможностью поддержания газа внутри резервного фильтра в теплом состоянии, чтобы предотвратить конденсацию при вводе резервного фильтра в эксплуатацию. После циркуляции в резервном фильтре стравленный газ отводят с помощью системы 127 для подогрева резервного фильтра, и этот газ представляет собой еще один источник утечки газа под пониженным давлением. Система 127 для подогрева резервного фильтра предпочтительно содержит коллектор 128, выполненный с возможностью сбора газа под пониженным давлением после резервного фильтра.[0027] The compressor system 1 further includes buffer gas filters located upstream of the
[0028] Основной компрессор 100 соединен по текучей среде с системой 110 трубопроводов, выполненной с возможностью подачи газа к основному впускному отверстию 101 и сбора газа из основного выпускного отверстия 106. Система 110 трубопроводов имеет впускное отверстие 111 системы, выполненное с возможностью соединения по текучей среде с расположенным выше по потоку источником газа, и выпускное отверстие 116 системы, выполненное с возможностью соединения по текучей среде с расположенным ниже по потоку устройством для приема газа. Коллектор на линии всасывания может быть расположен на впускном отверстии системы, а коллектор на линии нагнетания может быть расположен на выпускном отверстии системы. Система 110 трубопроводов содержит впускной канал 112, проходящий от впускного отверстия 111 системы к основному впускному отверстию 101, и выпускной канал 117, проходящий от основного выпускного отверстия 106 к выпускному отверстию 116 системы. Отсечной клапан 113 на линии всасывания расположен на впускном отверстии 111 системы и выполнен с возможностью открытия или закрытия соединения по текучей среде между впускным каналом 112 и расположенным выше по потоку источником газа. Отсечной клапан 118 на линии нагнетания расположен на выпускном отверстии 116 системы и выполнен с возможностью открытия или закрытия соединения по текучей среде между выпускным каналом 117 и расположенным ниже по потоку устройством для приема газа.[0028] The
[0029] Система 110 трубопроводов дополнительно содержит по меньшей мере один обратный канал 120, обеспечивающий сообщение по текучей среде между основным выпускным отверстием 106 и основным впускным отверстием 101. Противопомпажный клапан 121 установлен в обратном канале 120 и выполнен с возможностью управления рециркуляционным потоком через обратный канал 120 для предотвращения помпажа в основном компрессоре 100 и/или выравнивания давлений в случае аварийного останова.[0029] The
[0030] Как показано на Фиг. 2, система 1 компрессора дополнительно содержит привод, выполненный с возможностью приведения в действие основного компрессора 100. В предпочтительном варианте осуществления привод представляет собой газовую турбину 130, механически сопряженную с основным компрессором 100. Топливопровод 131 соединен по текучей среде с газовой турбиной 130 и выполнен с возможностью подачи топливного газа в газовую турбину 130. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 2, топливопровод 131 выполнен с возможностью отбора технологического газа из системы 110 трубопроводов или выше по потоку от входного отверстия 111 системы для его использования в качестве топливного газа. В возможном альтернативном варианте осуществления источник топливного газа газовой турбины 130 отличается от технологического газа.[0030] As shown in FIG. 2, the compressor system 1 further comprises a drive configured to drive the
[0031] Предпочтительно система 1 компрессора содержит систему 132 нагрева, выполненную с возможностью циркуляции стравленного технологического или топливного газа по топливопроводу 131 перед запуском газовой турбины 130. Система 132 нагрева предотвращает конденсацию топливного газа на входе в газовую турбину 130, вызванную конвекцией в самом топливопроводе 131. Такой стравленный газ представляет собой источник газа под пониженным давлением, а система 132 нагрева предпочтительно содержит коллектор 133, выполненный с возможностью сбора этого газа.[0031] Preferably, the compressor system 1 includes a
[0032] В возможном варианте осуществления, также показанном на Фиг. 2, система 1 компрессора дополнительно содержит пневматический стартер 135 для газовой турбины 130. Пневматический стартер 135 выполнен с возможностью сбора технологического газа (который обычно находится под давлением около 40 бар) и преобразования его давления в механическую энергию для раскручивания газовой турбины 130 во время ее запуска. Пневматический стартер 135 испускает газ под пониженным давлением во время запуска газовой турбины 130 и содержит коллектор 136, выполненный с возможностью сбора такого газа под пониженным давлением.[0032] In an exemplary embodiment, also shown in FIG. 2, compressor system 1 further comprises an
[0033] На прилагаемой Фиг. 1 показан вариант осуществления системы 1 компрессора, содержащей только коллектор 126 для сбора газа под пониженным давлением из механического уплотнения 125 основного компрессора 100.[0033] In the accompanying FIG. 1 shows an embodiment of a compressor system 1 having only a manifold 126 to collect the reduced pressure gas from the
[0034] На прилагаемой Фиг. 2 показан вариант осуществления системы 1 компрессора, содержащей: коллектор 126 для сбора газа под пониженным давлением из механического уплотнения 125, коллектор 128 для сбора газа под пониженным давлением из системы 127 подогрева резервного фильтра, коллектор 133 для сбора газа под пониженным давлением из системы 132 нагрева и коллектор 136 для сбора газа под пониженным давлением из пневматического стартера 135. На Фиг. 2 некоторые компоненты, такие как обратный канал 120 и дополнительный компрессор 150, не показаны для простоты изложения.[0034] In the accompanying FIG. 2 shows an embodiment of a compressor system 1 comprising: a manifold 126 for collecting gas under reduced pressure from a
[0035] Предпочтительно система 1 компрессора содержит накопительную емкость 140, соединенную по текучей среде с одним или более коллекторами, описанными выше, для приема и хранения газа под пониженным давлением, протекающего от компонентов, которые его испускают. Система 1 компрессора может содержать другие коллекторы, соединенные по текучей среде с накопительной емкостью 140 и выполненные с возможностью сбора газа под пониженным давлением, испускаемого из какого-либо компонента системы 1 компрессора.[0035] Preferably, the compressor system 1 includes a
[0036] В варианте осуществления, представленном на Фиг. 1, накопительная емкость 140 соединена по текучей среде с коллектором 126 через канал, имеющий клапан 141 коллектора, который можно открывать и закрывать. В варианте осуществления, представленном на Фиг. 2, накопительная емкость 140 соединена по текучей среде с коллекторами 126, 128, 133 и 136 с помощью соответствующих каналов, имеющих соответствующие клапаны 141 коллектора. В возможном альтернативном варианте осуществления система 1 компрессора содержит множество накопительных емкостей, причем каждая из них соединена по текучей среде с соответствующим коллектором для газа под пониженным давлением. Накопительная емкость 140 по существу представляет собой бак, имеющий внутреннюю камеру для хранения газа при давлении от 1 бар до 20 бар, предпочтительно от 1 бар до 5 бар. Предпочтительно накопительная емкость 140 имеет объем для хранения от 3 M3 до 500 M3. Более предпочтительно накопительная емкость 140 имеет объем для хранения в диапазоне от 5 M3 до 30 M3.[0036] In the embodiment shown in FIG. 1,
[0037] Система 1 компрессора дополнительно содержит дополнительный компрессор 150, предпочтительно поршневой компрессор, имеющий впускное отверстие для приема газа, которое в данном документе называют «дополнительным впускным отверстием 151», и выпускное отверстие для испускания газа, которое в данном документе называют «дополнительным выпускным отверстием 156».[0037] Compressor system 1 further comprises an
[0038] Дополнительное впускное отверстие 151 соединено по текучей среде с системой 110 трубопроводов через первый канал 152, который содержит трубопроводный клапан 153, который можно открывать и закрывать. В альтернативном варианте осуществления дополнительное впускное отверстие 151 может быть соединено по текучей среде с внутренней камерой основного компрессора 100, которая также сообщается по текучей среде с системой 110 трубопроводов.[0038] The
[0039] Дополнительное впускное отверстие 151 также соединено по текучей среде с накопительной емкостью 140 через второй канал 154. Во втором канале 154 может быть установлен клапан для открытия и закрытия канала.[0039] The
[0040] Путем выбора положения клапана (-ов) 141 коллектора и трубопроводного клапана 153 дополнительный компрессор 150 можно перестраивать на прием газа из накопительной емкости 140 или из системы 110 трубопроводов.[0040] By selecting the position of the manifold valve(s) 141 and
[0041] Отверстие 145 для отведения в атмосферу, управляемое клапаном, соединено по текучей среде с коллектором (-ами) и выполнено с возможностью высвобождения газа под пониженным давлением в атмосферу, когда клапаны 141 коллектора закрыты, что может произойти, когда трубопроводные клапаны 153 открыты в связи с тем, что дополнительный компрессор 150 отбирает текучую среду из системы 110 трубопроводов. Дополнительный выпускной клапан (не показан на прилагаемых чертежах) может быть соединен по текучей среде с системой 110 трубопроводов и выполнен с возможностью высвобождения в атмосферу газа, содержащегося в системе 110 трубопроводов и в основном компрессоре 100. Такой дополнительный клапан можно открывать в случае, если необходимо сбросить давление в системе 1 компрессора, а открыть трубопроводный клапан 153 или запустить дополнительный компрессор 150 не представляется возможным. Факел для сжигания может быть выполнен с возможностью сжигания горючих газов, высвобождаемых через отверстие 145 выпуска в атмосферу и/или дополнительный выпускной клапан.[0041] The valve controlled
[0042] Дополнительное выпускное отверстие 156 дополнительного компрессора 150 соединено по текучей среде либо с впускным отверстием 111 системы выше по потоку относительно отсечного клапана 113 на линии всасывания, либо с выпускным отверстием 116 системы ниже по потоку относительно отсечного клапана 118 на линии нагнетания. В варианте осуществления, представленном на Фиг. 1, который является предпочтительным из-за более низкого давления выше по потоку относительно системы 1 компрессора, дополнительное выпускное отверстие 156 соединено по текучей среде с впускным отверстием 111 системы через соединительный канал 157.[0042]
[0043] Дополнительный компрессор 150 выполнен с возможностью отбора технологического газа, захваченного в системе 110 трубопроводов после отключения основного компрессора 100 и закрытия отсечных клапанов 113 и 118 на линии всасывания и нагнетания. Затем такой газ перекачивают выше или ниже по потоку относительно системы 110 трубопроводов, и таким образом предотвращается его высвобождение в атмосферу или сжигание в факеле.[0043] The
[0044] Дополнительный компрессор 150 предпочтительно выполнен с возможностью отбора газа из системы 110 трубопроводов для снижения давления в системе 110 трубопроводов от рабочего давления, составляющего около 60 бар (при отключении основного компрессора 100), до конечного давления, составляющего 10 бар или менее, предпочтительно составляющего 3 бар или менее, за промежуток времени от 15 минут до 20 часов, предпочтительно от 2 часов до 10 часов. В предпочтительном варианте осуществления дополнительный компрессор 150 имеет мощность от 10 кВт до 150 кВт, а расход составляет от 100 Нм3/ч до 2000 Нм3/ч.[0044] The
[0045] Дополнительный компрессор 150, выполненный, как описано выше, способен отбирать газ под пониженным давлением, собранный в накопительной емкости 140, и перекачивать его выше или ниже по потоку относительно системы 110 трубопроводов во время работы основного компрессора 100, тем самым предотвращая высвобождение газа под пониженным давлением в атмосферу.[0045] The
[0046] В возможном варианте осуществления накопительная емкость 140 соединена по текучей среде с системой 110 трубопроводов через клапан и может быть выполнена с возможностью приема газа из системы 110 трубопроводов после отключения компрессора 100 перед отбором газа посредством дополнительного компрессора 150.[0046] In an exemplary embodiment,
[0047] Дополнительный компрессор 150, выполненный, как описано выше, имеет более высокую производительность, чем требуется для непрерывного перекачивания газа под пониженным давлением, поэтому накопительная емкость 140 обеспечивает временный сбор газа под пониженным давлением, позволяя лишь периодически запускать дополнительный компрессор 150 для опорожнения накопительной емкости 140, когда давление в ней достигнет определенного значения.[0047] The
[0048] Предпочтительно система 1 компрессора содержит блок управления, выполненный с возможностью включения и выключения дополнительного компрессора 150 для поддержания в накопительной емкости 140 давления между минимальным заданным значением, например 1,1 бар, и максимальным заданным значением. Максимальное заданное значение предпочтительно составляет менее 20 бар и еще более предпочтительно менее 6 бар. В предпочтительном варианте осуществления максимальное заданное значение составляет около 3 бар.[0048] Preferably, the compressor system 1 includes a control unit configured to turn on and off the
[0049] В альтернативном варианте осуществления системы 1 компрессора система 1 компрессора не имеет накопительной емкости 140, а дополнительное впускное отверстие 151 непосредственно соединено с одним или более коллекторами 126, 128, 133 и 136. В этом варианте осуществления дополнительный компрессор 150 предпочтительно представляет собой компрессор с регулируемой частотой вращения рабочего вала, способный адаптировать свою производительность к интенсивности выбросов газа под пониженным давлением, и также обеспечивает требуемую производительность для опорожнения системы 110 трубопроводов за промежуток времени от 15 минут до 20 часов, предпочтительно от 2 часов до 10 часов.[0049] In an alternative embodiment of compressor system 1, compressor system 1 does not have
[0050] Система 1 компрессора предпочтительно дополнительно содержит байпасный клапан 158, соединяющий по текучей среде дополнительное впускное отверстие 151 с дополнительным выпускным отверстием 156, что позволяет направлять поток в обход дополнительного компрессора. Такой байпасный клапан 158 можно открыть, когда после останова основного компрессора 100 давление газа выше по потоку относительно отсечного клапана 113 на линии всасывания опустится ниже давления в системе 110 трубопроводов. Это позволяет технологическому газу естественным путем вытекать из системы 110 трубопроводов.[0050] The compressor system 1 preferably further comprises a
[0051] В соответствии со вторым аспектом и со ссылкой на Фиг. 3 описанный в настоящем документе объект изобретения обеспечивает способ работы компрессора, в частности работы основного компрессора 100 из системы 1 компрессора.[0051] In accordance with the second aspect and with reference to FIG. 3, the subject matter described herein provides a method for operating a compressor, in particular operating the
[0052] Во время работы или запуска компрессора 100 способ включает этап A1 (блок 210 на Фиг. 3) сбора газа под пониженным давлением, более конкретно газа под пониженным давлением, собранного в коллекторах 126, 128, 133 и 136 соответственно, варианта осуществления, показанного на Фиг. 2.[0052] During operation or startup of the
[0053] Этап A1 (блок 210 на Фиг. 3) предпочтительно содержит один или более из следующих подэтапов.[0053] Step A1 (block 210 in FIG. 3) preferably comprises one or more of the following sub-steps.
[0054] A11) (блок 211 на Фиг. 3) Сбор буферного газа под пониженным давлением из механического уплотнения 125 компрессора 100, более конкретно через коллектор 126.[0054] A11) (block 211 of FIG. 3) Collecting buffer gas under reduced pressure from
[0055] A12) (блок 212 на Фиг. 3) Сбор стравленного газа, используемого для подогрева газа, содержащегося в объеме внутри фильтра механического уплотнения 125 компрессора 100, более конкретно через коллектор 128.[0055] A12) (block 212 of FIG. 3) Collection of the vented gas used to heat the gas contained in the volume inside the
[0056] A13) (блок 213 на Фиг. 3) Сбор газа под пониженным давлением из пневматического стартера 135 газовой турбины 130, приводящей в действие компрессор 100, во время запуска газовой турбины 130, более конкретно через коллектор 136.[0056] A13) (block 213 of FIG. 3) Collecting gas under reduced pressure from
[0057] A14) (блок 214 на Фиг. 3) Сбор стравленного газа, используемого для нагрева топливопровода 131 газовой турбины 130, приводящей в действие компрессор 100, более конкретно через коллектор 133.[0057] A14) (block 214 of FIG. 3) Collection of vented gas used to heat
[0058] Этап A1 (блок 210 на Фиг. 3) дополнительно предпочтительно включает накопление газа под пониженным давлением внутри накопительной емкости 140.[0058] Step A1 (block 210 in FIG. 3) further preferably includes accumulating the gas under reduced pressure within the
[0059] Способ дополнительно включает этап A2 (блок 220 на Фиг. 3) перекачивания газа под пониженным давлением в канал под давлением, более конкретно в канал, соединенный по текучей среде с системой 110 трубопроводов, описанной выше, предпочтительно выше по потоку относительно отсечного клапана 113 на линии всасывания. Этап A2 (блок 220 на Фиг. 3) предпочтительно включал перекачку газа под пониженным давлением из накопительной емкости 140 после достижения в накопительной емкости 140 максимального заданного значения давления. Максимальное заданное значение предпочтительно составляет 20 бар или менее и еще более предпочтительно менее 6 бар. Этап A2 (блок 220 на Фиг. 3) предпочтительно выполнен с применением поршневого компрессора, в частности с применением дополнительного компрессора 150, описанного выше.[0059] The method further includes step A2 (block 220 of FIG. 3) pumping the gas under reduced pressure into a pressurized conduit, more specifically a conduit in fluid communication with the
[0060] Способ дополнительно включает этап A9 (блок 290 на Фиг. 3) отключения компрессора 100. После отключения компрессора 100 способ включает этап B0 (блок 300 на Фиг. 3) герметизации отсечного клапана 113 на линии всасывания и отсечного клапана 118 на линии нагнетания.[0060] The method further includes step A9 (block 290 of FIG. 3) shutting down
[0061] После этапа B0 (блок 300 на Фиг. 3) способ включает этап B1 (блок 310 на Фиг. 3) сбора технологического газа из компрессора 100, более конкретно из системы 110 трубопроводов. В предпочтительном варианте осуществления этап B1 (блок 310 на Фиг. 3) выполняют через первый канал 152, описанный выше.[0061] After step B0 (block 300 in FIG. 3), the method includes step B1 (block 310 in FIG. 3) collecting process gas from
[0062] Способ дополнительно включает этап B2 (блок 320 на Фиг. 3) перекачки технологического газа в канал под давлением, выполняемый тем же поршневым компрессором, который используют на этапе A2 (блок 320 на Фиг. 3). В возможном варианте осуществления технологический газ, поступающий из системы 110 трубопроводов, может временно содержаться в накопительной емкости 140 перед перекачиванием в канал под давлением.[0062] The method further includes step B2 (block 320 of FIG. 3) pumping the process gas into the pressurized passage, performed by the same reciprocating compressor used in step A2 (block 320 of FIG. 3). In an exemplary embodiment, the process gas coming from the
Claims (47)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102019000013155 | 2019-07-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2789370C1 true RU2789370C1 (en) | 2023-02-02 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030068230A1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-04-10 | Anderson James H. | Gear driven compressor with vent compressor |
US20120006411A1 (en) * | 2009-12-23 | 2012-01-12 | Solar Turbines Inc. | Fluid compression system |
RU2455530C2 (en) * | 2008-02-25 | 2012-07-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Compression unit |
RU2472043C1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Centrifugal compressor unit |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030068230A1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-04-10 | Anderson James H. | Gear driven compressor with vent compressor |
RU2455530C2 (en) * | 2008-02-25 | 2012-07-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Compression unit |
US20120006411A1 (en) * | 2009-12-23 | 2012-01-12 | Solar Turbines Inc. | Fluid compression system |
RU2472043C1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Centrifugal compressor unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2573728C2 (en) | Steam turbine system (versions) and method of its operation | |
EP3460438B1 (en) | Gas turbomachine leak detection system and method | |
RU95762U1 (en) | BUFFER GAS PREPARATION AND DELIVERY INSTALLATION | |
CN114222856B (en) | Compressor arrangement and method of operating a compressor | |
JP2017036725A (en) | Systems and methods for augmenting gas turbine power output with pressurized air tank and/or external compressor | |
RU2789370C1 (en) | Compressor system and compressor operation method | |
RU2652473C2 (en) | System and method for pumping gas from compressor of gas transfer unit | |
US11852108B1 (en) | Exhaust purge gas for compressor packing systems and methods | |
AU2022229580B2 (en) | Seal leak gas recovery system using an ejector and method | |
US10968867B2 (en) | Purging natural gas compressors | |
RU90505U1 (en) | GAS BOILER INSTALLATION OF A GAS COMPRESSOR STATION OF A MAIN GAS PIPELINE | |
JP7534547B2 (en) | System and method for recovering leaked sealing gas and boosting sealing gas pressure | |
RU2531073C2 (en) | Repair works at sections of multi-line pipelines and system to this end | |
RU2810310C1 (en) | Method of supplying fuel gas to gas pumping units | |
RU2810286C1 (en) | Method for emptying gas pipeline section | |
RU220774U1 (en) | TURBO EXPANDER UNIT | |
RU2797503C1 (en) | System for pumping gas from the compressor station of the main gas pipeline being taken out for repair | |
RU133927U1 (en) | SYSTEM OF PUMPING, TESTING AND PUMPING OF NATURAL GAS TO MULTI-FREAM PIPELINES | |
CN117157460A (en) | Seal leakage gas recovery system and method using an eductor | |
RU181987U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE BEARING COOLING SYSTEM FOR ITS EMERGENCY STOP | |
RU1776845C (en) | Gas-turbine plant for gas main compressor station | |
RU2245461C1 (en) | Method for operating compressor department with regenerative-cycle gas-turbine drive and compressor department with regenerative-cycle gas-turbine drive | |
RU2607113C2 (en) | Gas pumping unit and method of its start-up | |
Decoussemaeker et al. | Startup time reduction for Combined Cycle Power Plants |