RU47441U1 - GAS DISTRIBUTION STATION WITH ELECTRIC GENERATING DEVICE - Google Patents
GAS DISTRIBUTION STATION WITH ELECTRIC GENERATING DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU47441U1 RU47441U1 RU2005115432/22U RU2005115432U RU47441U1 RU 47441 U1 RU47441 U1 RU 47441U1 RU 2005115432/22 U RU2005115432/22 U RU 2005115432/22U RU 2005115432 U RU2005115432 U RU 2005115432U RU 47441 U1 RU47441 U1 RU 47441U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- expander
- generator
- electric
- heater
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к газовой промышленности, а именно к газоредуцирующему оборудованию с использованием детандер-генераторной технологии понижения давления газа и предназначена для снижения давления высокого давления газа магистральных газопроводов до более низких значений с попутной выработкой электроэнергии за счет использования энергии перепада давления газа на входе и выходе газораспределительной станции. Задача - повышение эффективности работы газораспределительных станций с детандер-генераторным агрегатом. Технический результат - увеличение количества вырабатываемой электроэнергии за счет максимального использования энергии транспортного газа, повышение стабильности параметров генерируемой электроэнергии по частоте и величине генерируемого напряжения за счет использования настроек преобразователя частоты, а также уменьшение массогабаритных показателей детандер-генераторного агрегата за счет увеличения частоты вращения генератора и исключения из схемы редуктора. Газораспределительная станция с электрогенерирующим устройством содержит входной трубопровод высокого давления, выходной трубопровод низкого давления газа, подогреватель газа, детандер, кинематически соединенный с электрогенератором, шунтирующий детандер трубопровод с газоредуцирующим клапаном, силовой трансформатор, соединенный вторичной обмоткой с электросетью. Новым является то, что станция содержит фильтр газа, счетчик газа, подогреватель газа, снабженный регулятором напряжения, преобразователь частоты, при этом фильтр газа и счетчик газа соединены последовательно и включены в трубопровод высокого давления газа, а валы детандера и электрогенератора жестко соединены между собой, причем выход электрогенератора соединен с входом преобразователя частоты и через регулятор напряжения с подогревателем газа, а выход преобразователя частоты с входом силового трансформатора. При этом регулятор напряжения может быть выполнен в виде управляемого выпрямителя, а в качестве подогревателя газа использован электроподогреватель.The utility model relates to the gas industry, namely, gas reduction equipment using the expander-generator technology for lowering gas pressure and is intended to reduce the high pressure gas pressure of gas pipelines to lower values with associated generation of electricity by using the energy of the gas pressure difference at the inlet and outlet gas distribution station. The task is to increase the efficiency of gas distribution stations with an expander-generator unit. The technical result is an increase in the amount of generated electricity due to the maximum use of the energy of the transport gas, increasing the stability of the parameters of the generated electricity in frequency and magnitude of the generated voltage by using the settings of the frequency converter, as well as reducing the overall dimensions of the expander-generator unit by increasing the speed of the generator and eliminating from the gearbox circuit. A gas distribution station with an electric generating device comprises a high pressure inlet pipe, a low gas pressure outlet pipe, a gas heater, an expander kinematically connected to an electric generator, an expander shunt pipe with a gas reduction valve, a power transformer connected by a secondary winding to the electric network. What is new is that the station contains a gas filter, a gas meter, a gas heater equipped with a voltage regulator, a frequency converter, while the gas filter and gas meter are connected in series and included in the high-pressure gas pipeline, and the expander and electric generator shafts are rigidly interconnected, moreover, the output of the generator is connected to the input of the frequency converter and through the voltage regulator with a gas heater, and the output of the frequency converter with the input of the power transformer. In this case, the voltage regulator can be made in the form of a controlled rectifier, and an electric heater is used as a gas heater.
Description
Полезная модель относится к газовой промышленности, а именно к газоредуцирующему оборудованию с использованием детандер - генераторной технологии понижения давления газа и предназначена для снижения высокого давления газа магистральных газопроводов до более низких значений, необходимых потребителям газа, с попутной выработкой электроэнергии за счет использования энергии перепада давления газа на входе и выходе газораспределительной станции (ГРС).The utility model relates to the gas industry, namely to gas reduction equipment using an expander - generator technology for lowering gas pressure and is intended to reduce the high gas pressure of gas pipelines to lower values required by gas consumers, with the associated generation of electricity through the use of gas differential pressure energy at the inlet and outlet of the gas distribution station (GDS).
Известна автоматическая газораспределительная станция (АГРС) типа «Исток», предназначенная для понижения давления магистрального газа перед подачей его потребителям. АГРС базовой комплектации, содержащая блок очистки, блок переключения и блок редуцирования газа, подогреватель газа трубный автоматический (ПГТА), блок управления и ряд других блоков и вспомогательного оборудования, соединенные между собой межблочными трубопроводами и кабелями (см. Техническое описание АГРС типа «Исток» Режим доступа: [http//www.agrs,ru,/production-agrs.htm]).Known automatic gas distribution station (AGRS) type "Source", designed to lower the pressure of the main gas before supplying it to consumers. AGRS of the basic configuration, comprising a purification unit, a switching unit and a gas reduction unit, an automatic tube gas heater (ПГТА), a control unit and a number of other units and auxiliary equipment interconnected by inter-unit pipelines and cables (see Technical description of AGRS of the “Source” type Access mode: [http // www.agrs, ru, / production-agrs.htm]).
Недостатком известной АГРС является малая эффективность работы из-за того, что для понижения давления газа используется дросселирование, в ходе которого теряется энергия давления транспортируемого газа. Кроме того, производится сжигание части магистрального газа для подогрева транспортируемого газа с целью предотвращения гидратообразования. Сжигание органического топлива и выброс продуктов горения в атмосферу приводит к увеличению экологической нагрузки на окружающую среду.A disadvantage of the known AGRS is the low efficiency due to the fact that throttling is used to lower the gas pressure, during which the pressure energy of the transported gas is lost. In addition, part of the main gas is burned to heat the transported gas in order to prevent hydrate formation. The burning of fossil fuels and the release of combustion products into the atmosphere lead to an increase in the environmental load on the environment.
Известно устройство детандер-генераторный агрегат, содержащий последовательно соединенные трубопровод высокого давления, теплообменник, детандер, кинематически соединенный с электрогенератором, дополнительными первым и вторым компрессорами, электрически соединенными с электрогенератором, обводным трубопроводом, испарителем, дросселирующим устройством, тремя задвижками, при этом вход первого компрессора соединен с выходом испарителя, вход которого через дросселирующее устройство соединен с выходом теплообменника, обводной трубопровод с расположенной на нем первой задвижкой соединяет выход первого компрессора со входом теплообменника, выход первого компрессора через вторую задвижку сообщен со входом второго компрессора, выход второго компрессора через третью задвижку соединен со входом теплообменника, выходной трубопровод второго компрессора и A device is known for an expander-generator assembly comprising a series-connected high pressure pipeline, a heat exchanger, an expander kinematically connected to an electric generator, additional first and second compressors, electrically connected to an electric generator, a bypass pipe, an evaporator, a throttling device, three valves, and the input of the first compressor connected to the outlet of the evaporator, the input of which through the throttling device is connected to the output of the heat exchanger, a bypass pipe rovod disposed thereon with the first valve connects the output of the first compressor to the inlet of the heat exchanger, the output of the first compressor via the second valve communicates with the inlet of the second compressor, the second compressor outlet via a third valve connected to the inlet of the heat exchanger, the second outlet conduit of the compressor and
обводной трубопровод после задвижек объединены в один трубопровод, подсоединенный ко входу теплообменника (см. свидетельство на полезную модель №12434, МПК F 01 D 15/08, опубл. 10.01.2000 г.).the bypass pipe after the valves are combined into one pipe connected to the inlet of the heat exchanger (see utility model certificate No. 12434, IPC F 01 D 15/08, publ. 10.01.2000).
Недостатками известного устройства являются следующие: во-первых, эффективное использование установки возможно только на ГРС, расположенных на предприятиях, имеющих большой сброс низкопотенциальной теплоты в окружающую среду, например, на тепловых электрических станциях; во-вторых, электрогенерирующая способность установки очень сильно зависит от количества и давления транспортируемого газа. При отсутствии в городах газгольдерных станций, выравнивающих суточную неравномерность потребления газа, режим расхода газа на газораспределительных станциях имеет неравномерный характер и зависит от графика потребления газа. В этих условиях для обеспечения строго стабильной скорости вращения турбины детандера при общем неравномерном расходе газа через ГРС в установке предусмотрено, что через детандер направляется не весь газ, а только часть, остальная часть газа проходит через байпасную линию детандера. Таким образом, не вся потенциальная энергия транспортируемого через ГРС сжатого газа преобразуется в механическую энергию вращения вала детандера и, соответственно, в электроэнергию в генераторе, что влечет за собой снижение эффективности работы устройства.The disadvantages of the known device are as follows: firstly, the effective use of the installation is possible only at gas distribution stations located at enterprises having a large discharge of low-grade heat into the environment, for example, at thermal power plants; secondly, the power generating capacity of the installation is very much dependent on the amount and pressure of the transported gas. If there are no gas stations in the cities that equalize the daily unevenness of gas consumption, the gas flow rate at gas distribution stations is uneven and depends on the gas consumption schedule. Under these conditions, to ensure a strictly stable speed of rotation of the expander turbine with a general non-uniform gas flow through the gas distribution system, the installation provides that not all gas is directed through the expander, but only part, the rest of the gas passes through the bypass line of the expander. Thus, not all potential energy of compressed gas transported through the gas distribution system is converted into mechanical energy of rotation of the expander shaft and, accordingly, into electricity in the generator, which entails a decrease in the efficiency of the device.
Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является газораспределительная станция с электрогенерирующим устройством, выполненная в виде автономного устройства для тепло- и электроснабжения, содержащего последовательно соединенные трубопровод высокого давления, первый теплооб-менник, детандер, кинематически соединенный с электрогенератором, шунтирующий детандер трубопровод с газоредуцирующим клапаном, первый тепловой насос, подключенный к первому теплообменнику, компрессор теплового насоса электрически соединен с электрогенератором, дополнительным тепловым насосом, вторым теплообменником, а каждый тепловой насос снабжен регенеративным теплообменником, охватывающим входную и выходную по хладагенту магистрали от испарителя теплового насоса, при этом дополнительный тепловой насос подключен также к первому теплообменнику, испарители тепловых насосов подсоединены к источнику низкопотенциального тепла, а вход по греющей среде испарителя дополнительного теплового насоса соединен обводным трубопроводом с выходом компрессора первого теплового насоса, выход же по греющей среде испарителя дополнительного теплового насоса соединен обводным трубопроводом с входной магистралью регенеративного теплообменника первого теплового насоса, вход по греющей среде второго теплообменника через задвижку The closest technical solution to the proposed utility model is a gas distribution station with an electric generating device, made in the form of an autonomous device for heat and power supply, containing a series-connected high-pressure pipeline, a first heat exchanger, an expander kinematically connected to an electric generator, a pipeline with a gas reducing shunt expander valve, the first heat pump connected to the first heat exchanger, electric heat pump compressor connected to an electric generator, an additional heat pump, a second heat exchanger, and each heat pump is equipped with a regenerative heat exchanger covering the inlet and outlet refrigerant lines of the heat pump evaporator, while the additional heat pump is also connected to the first heat exchanger, the heat pump evaporators are connected to a low-potential heat source and the input through the heating medium of the evaporator of the additional heat pump is connected by a bypass pipe to the output of the compressor of the first eplovogo pump, the output of the heating medium of the heat pump evaporator additional bypass line is connected to the inlet manifold of the first regenerative heat exchanger of the heat pump, the heating medium inlet of the second heat exchanger through valve
и регулятор соединен с выходом компрессора дополнительного теплового насоса, а выход по греющей среде второго теплообменника через задвижку соединен с входной по хладагенту магистралью регенеративного теплообменника дополнительного теплового насоса. Первый теплообменник это подогреватель газа, в котором в качестве теплоносителя используются горячие пары фреона. Электрогенератор соединен с силовым трансформатором, вторичная обмотка которого соединена с электросетью (см. свидетельство на полезную модель №14603, МПК F 01 D 15/08, опубл. 10.08.2000 г.).and the controller is connected to the compressor output of the additional heat pump, and the output through the heating medium of the second heat exchanger through the valve is connected to the refrigerant inlet line of the regenerative heat exchanger of the additional heat pump. The first heat exchanger is a gas heater, in which hot freon vapor is used as a heat carrier. The generator is connected to a power transformer, the secondary winding of which is connected to the mains (see utility model certificate No. 14603, IPC F 01 D 15/08, publ. 10.08.2000).
Однако недостатками известного устройства для тепло- и электроснабжения является ограниченная область эффективного использования - только на ГРС, расположенной на предприятии, имеющем большой сброс низкопотенциальной теплоты в окружающую среду, например, на тепловых электрических станциях, а также низкая эффективность работы за счет того, что не вся потенциальная энергия транспортируемого через ГРС сжатого газа преобразуется в механическую энергию вращения вала детандера и, соответственно, в электроэнергию в генераторе.However, the disadvantages of the known device for heat and power supply is the limited area of efficient use - only at the gas distribution station located at the enterprise, which has a large discharge of low potential heat into the environment, for example, at thermal power plants, as well as low work efficiency due to the fact that not all potential energy of the compressed gas transported through the GDS is converted into mechanical energy of rotation of the expander shaft and, accordingly, into electric energy in the generator.
На ГРС, расположенных в местах, где нет низкопотенциального пара, сбор низко-потенциальной теплоты из окружающей среды представляет значительные технические сложности и требует чрезвычайно больших капитальных и эксплуатационных затрат.At gas distribution stations located in places where there is no low-grade steam, the collection of low-potential heat from the environment presents significant technical difficulties and requires extremely large capital and operating costs.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности работы газораспределительных станций с детандер-генераторным агрегатом.The task the utility model is aimed at is to increase the efficiency of gas distribution stations with an expander-generator unit.
Техническим результатом, достигаемым при решении настоящей задачи, является увеличение количества вырабатываемой электроэнергии за счет максимального использования энергии транспортного газа, повышение стабильности параметров генерируемой электроэнергии по частоте и величине генерируемого напряжения за счет использования каналов управления преобразователя частоты, а также уменьшение массогабаритных показателей детандер-генераторного агрегата за счет увеличения частоты вращения генератора и исключения из схемы редуктора.The technical result achieved in solving this problem is to increase the amount of generated electricity by maximizing the use of transport gas energy, increasing the stability of the generated electricity parameters in frequency and generated voltage by using the frequency converter control channels, as well as reducing the overall dimensions of the expander-generator unit by increasing the speed of the generator and excluding the gearbox from the circuit.
Указанный технический результат достигается тем, что газораспределительная станция с электрогенерирующим устройством, содержащая входной трубопровод высокого давления, выходной трубопровод низкого давления газа, подогреватель газа, детандер, кинематически соединенный с электрогенератором, шунтирующий детандер трубопровод с газоредуцирующим клапаном, силовой трансформатор, соединенный вторичной обмоткой с электросетью, согласно полезной модели, содержит фильтр газа, счетчик газа, подогреватель газа, снабженный регулятором напряжения, преобразователь The indicated technical result is achieved in that a gas distribution station with an electric generating device, comprising an inlet pipe of a high pressure, an outlet pipe of a low gas pressure, a gas heater, an expander kinematically connected to an electric generator, a bypass expander with a gas reduction valve, a power transformer connected by a secondary winding to the electric network , according to a utility model, comprises a gas filter, a gas meter, a gas heater equipped with a voltage regulator Niya, converter
частоты, при этом фильтр и счетчик газа соединены последовательно и включены в трубопровод высокого давления газа, а валы детандера и электрогенератора жестко соединены между собой, причем выход электрогенератора соединен с входом преобразователя частоты и через регулятор напряжения с подогревателем газа, а выход преобразователя частоты с входом силового трансформатора.frequency, while the filter and gas meter are connected in series and are included in the high pressure gas pipeline, and the expander and electric generator shafts are rigidly interconnected, and the output of the electric generator is connected to the input of the frequency converter and through the voltage regulator with a gas heater, and the output of the frequency converter to the input power transformer.
Регулятор напряжения может быть выполнен в виде управляемого выпрямителя. В качестве подогревателя газа использован электроподогреватель.The voltage regulator can be made in the form of a controlled rectifier. An electric heater is used as a gas heater.
Транспортируемый газ, подлежащий редуцированию должен быть очищен от мелких примесей во входном фильтре. Для контроля количества транспортируемого газа применен счетчик газа. Для понижения давления газа используется детандер. В детандере происходит преобразование энергии сжатого газа в механическую работу вращения турбины и соединенного с ней электрогенератора. В электрогенераторе механическая энергия вращения вала преобразуется в электроэнергию. При расширении газа его температура сильно понижается, что является крайне нежелательным. Для исключения этого явления часть вырабатываемой электроэнергии 20-25% подается на нагревательные элементы электроподогревателя газа, установленного в трубопроводе высокого давления. При изменении количества газа, проходящего через ГРС, требуется и разное количество электроэнергии на его подогрев. Для регулировки количества электроэнергии подаваемой в электроподогреватель, применен регулятор напряжения в виде управляемого выпрямителя.The transported gas to be reduced must be cleaned of fine impurities in the inlet filter. To control the amount of transported gas, a gas meter is used. An expander is used to lower the gas pressure. In the expander, the energy of the compressed gas is converted into the mechanical work of rotation of the turbine and the generator connected to it. In an electric generator, the mechanical energy of rotation of the shaft is converted into electricity. As the gas expands, its temperature drops significantly, which is extremely undesirable. To eliminate this phenomenon, part of the generated electricity of 20-25% is supplied to the heating elements of the gas electric heater installed in the high pressure pipeline. When changing the amount of gas passing through the gas distribution system, a different amount of electricity is required to heat it. To adjust the amount of electricity supplied to the electric heater, a voltage regulator in the form of a controlled rectifier is used.
В связи с тем, что валы детандера и электрогенератора соединены между собой по безредукторной схеме, частота генерируемого напряжения значительно превышает требуемую стандартную частоту промышленной электросети. Для преобразования генерируемой электроэнергии по параметрам, нормируемым ГОСТ 13109-97, используется преобразователь частоты. Данный преобразователь частоты обеспечивает генерацию электроэнергии с заданными параметрами при всех изменениях входного напряжения и возмущающих воздействиях постоянно изменяющейся нагрузки. При значительных колебаниях количества транспортируемого газа параметры генерируемого напряжения сильно изменяются, изменяется и величина генерируемой мощности, но она остается максимальной для данного количества редуцируемого газа.Due to the fact that the shafts of the expander and the electric generator are interconnected by a gearless circuit, the frequency of the generated voltage significantly exceeds the required standard frequency of the industrial power supply network. To convert the generated electricity according to the parameters normalized by GOST 13109-97, a frequency converter is used. This frequency converter provides the generation of electricity with specified parameters for all changes in the input voltage and the disturbing effects of a constantly changing load. With significant fluctuations in the amount of transported gas, the parameters of the generated voltage vary greatly, and the value of the generated power also changes, but it remains maximum for a given amount of reduced gas.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема газораспределительной станции с электрогенерирующим устройством.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a gas distribution station with an electric generating device.
Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - трубопровод высокого давления; 2 - фильтр газа, 3 - счетчик газа, 4 - электроподогреватель газа; 5 - регулятор напряжения электроподогревателя газа в виде управляемого выпрямителя; 6 - детандер; The positions in the drawing indicate the following: 1 - high pressure pipeline; 2 - gas filter, 3 - gas meter, 4 - electric gas heater; 5 - voltage regulator of a gas electric heater in the form of a controlled rectifier; 6 - expander;
7 - электрогенератор; 8 - преобразователь частоты; 9, 10, 11, 13, 14, 15- автоматические выключатели; 12 - силовой трансформатор; 16 - резервная газоредуцирующая вставка; 17 - трубопровод низкого давления.7 - electric generator; 8 - frequency converter; 9, 10, 11, 13, 14, 15 - circuit breakers; 12 - power transformer; 16 - backup gas reduction insert; 17 - low pressure pipeline.
Газораспределительная станция с электрогенерирующим устройством содержит трубопровод высокого давления 1, входной фильтр газа 2, счетчик газа 3, электроподогреватель газа 4, который снабжен регулятором напряжения в виде управляемого выпрямителя 5, детандер 6, электрогенератор 7, преобразователь частоты 8, автоматические выключатели 9, 10, 11, 13, 14, 15, силовой трансформатор 12, резервную газоредуцирующую вставку 16, трубопровод низкого давления 17. Газ по трубопроводу высокого давления 1 поступает во входной фильтр 2, и проходя через счетчик газа 3 попадает в подогреватель газа 4. После подогрева до нужной температуры газ поступает в детандер 6, затем минуя резервную газоредуцирующую вставку 16, поступает в трубопровод низкого давления 17. Детандер 6 и электрогенератор 7 образуют электрогенерирующую часть ГРС.A gas distribution station with an electric generating device comprises a high pressure pipeline 1, an inlet gas filter 2, a gas meter 3, an electric gas heater 4, which is equipped with a voltage regulator in the form of a controlled rectifier 5, expander 6, electric generator 7, frequency converter 8, circuit breakers 9, 10, 11, 13, 14, 15, power transformer 12, backup gas reduction insert 16, low pressure pipe 17. Gas through the high pressure pipe 1 enters the inlet filter 2, and passing through the gas meter 3 through falls into the gas heater 4. After heating to the desired temperature, the gas enters the expander 6, then bypassing the backup gas reduction insert 16, enters the low pressure pipe 17. The expander 6 and the electric generator 7 form the electric generating part of the gas distribution system.
Электрогенератор 7 последовательно соединен с преобразователем частоты 8, силовым трансформатором 12 и автоматическими выключателями 10-11, 13. Между электрогенератором 7 и автоматическим выключателем 10 включен регулятор напряжения 5, который через автоматический выключатель 9 подсоединен к подогревателю газа 4.The generator 7 is connected in series with the frequency converter 8, the power transformer 12 and the circuit breakers 10-11, 13. Between the generator 7 and the circuit breaker 10, a voltage regulator 5 is connected, which is connected through a circuit breaker 9 to the gas heater 4.
Основными технологическими задачами газораспределительной станции с электрогенерирующим устройством являются: снижение давления магистрального газа и попутное получение полезной электроэнергии. Предложенное схемотехническое решение может быть применено на всех существующих ГРС. При существующей системе газоснабжения давление магистрального газа перед подачей его потребителю снижается в двух ступенях. В первой из них на ГРС давление газа снижается до 1,0...1,5 МПа, во второй на газораспределительных пунктах (ГРП) - до 0,1...0,3 МПа.The main technological tasks of a gas distribution station with an electric generating device are: reducing the pressure of the main gas and simultaneously generating useful electricity. The proposed circuit solution can be applied to all existing gas distribution systems. With the existing gas supply system, the pressure of the main gas before it is supplied to the consumer is reduced in two stages. In the first of them at gas distribution stations, the gas pressure decreases to 1.0 ... 1.5 MPa, in the second at gas distribution points (gas distribution stations) - to 0.1 ... 0.3 MPa.
При расходе газа через установку 30-50 тыс. нм3/ч и перепаде давлений в детандере от 7,0 до 1,2 МПа может быть полезно использовано 2-2,5 МВт электрической мощности. Установка работает без выбросов вредных веществ в окружающую среду.When the gas flow through the installation is 30-50 thousand nm 3 / h and the pressure drop in the expander is from 7.0 to 1.2 MPa, 2-2.5 MW of electric power can be used. The installation works without emissions of harmful substances into the environment.
Газораспределительная станция с электрогенерирующим устройством работает следующим образом.A gas distribution station with an electric generating device operates as follows.
Газ по входному трубопроводу высокого давления 1 поступает на вход фильтра 2, где он очищается от мелких механических примесей и влаги. С выхода фильтра 2 газ поступает через счетчик газа 3 на теплообменник электроподогревателя 4, где газ подогревается Gas is supplied through the inlet pipe of high pressure 1 to the inlet of filter 2, where it is cleaned of small mechanical impurities and moisture. From the output of the filter 2, gas flows through the gas meter 3 to the heat exchanger of the electric heater 4, where the gas is heated
до температуры 30-70С° и далее подается на вход детандера 6. Детандер 6 представляет собой тепловую машину, рабочим телом в которой является транспортируемый природный газ. Энергия природного газа при его расширении в детандере 6 преобразуется в механическую энергию вращения его вала, которая затем, в соединенном с детандером 6 электрогенераторе 7, преобразуется в электрическую энергию. Часть электрической энергии от генератора 7 поступает через регулятор напряжения 5 и автоматический выключатель 9 на электроподогреватель газа 4, где используется для подогрева транспортируемого газа. Детандер-генераторный агрегат, состоящий из детандера 6 и электрогенератора 7 выполнен без редуктора по схеме «единый вал». При этом частота генерируемого напряжения определятся скоростью вращения общего вала детандер-генераторного агрегата. Так, при скорости вращения детандера в 12000 об/мин частота генерируемого напряжения будет равна 200 Гц. Это напряжение подается на регулятор напряжения элетроподогревателя газа 4 и на вход преобразователя частоты 8 выполненного по схеме многомостового инвертора «с явным звеном постоянного тока». С выхода преобразователя 8 напряжение частотой 50 Гц через систему автоматических выключателей 9, 10, 11, 13, 14, 15 и силовой трансформатор 12 подается внешним потребителям электроэнергии. Газ с выхода детандера после расширения и совершения им работы поступает в трубопровод низкого давления 17.to a temperature of 30-70 ° C and then fed to the inlet of the expander 6. The expander 6 is a heat engine, in which the transported natural gas is a working fluid. The energy of natural gas during its expansion in the expander 6 is converted into mechanical energy of rotation of its shaft, which then, in the electric generator 7 connected to the expander 6, is converted into electrical energy. Part of the electrical energy from the generator 7 is supplied through the voltage regulator 5 and the circuit breaker 9 to the electric gas heater 4, where it is used to heat the transported gas. The expander-generator unit, consisting of the expander 6 and the electric generator 7 is made without a gearbox according to the scheme "single shaft". The frequency of the generated voltage is determined by the rotation speed of the common shaft of the expander-generator unit. So, at an expander rotation speed of 12,000 rpm, the frequency of the generated voltage will be 200 Hz. This voltage is supplied to the voltage regulator of the electric gas heater 4 and to the input of the frequency converter 8 made according to the scheme of a multi-bridge inverter "with an explicit DC link". From the output of the converter 8, a voltage of 50 Hz through a system of circuit breakers 9, 10, 11, 13, 14, 15 and a power transformer 12 is supplied to external consumers of electricity. Gas from the output of the expander after expansion and completion of his work enters the low pressure pipe 17.
Расход электроэнергии на подогрев газа не превышает 20-25% от общего количества вырабатываемой электрогенератором 7 электроэнергии.The energy consumption for gas heating does not exceed 20-25% of the total amount of electricity generated by the electric generator 7.
Основным преимуществом предложенной газораспределительной станции с электрогенерирующим устройством является то, что в ней максимально используется энергия газа высокого давления для выработки электроэнергии и подогрева газа. В связи с тем, что в составе газораспределительной станции с электрогенерирующим устройством используется преобразователь частоты, то по сравнения с прототипом сняты ограничения по скорости и стабильности вращения общего вала детандер - генератора, т.е. в этом случае нет необходимости строго выдерживать постоянство скорости вращения турбины детандера. Поэтому при изменении расхода газа через турбину и колебаниях давления в трубопроводах высокого и низкого давления скорость вращения вала детандера будет изменяться, но это не повлияет на параметры генерируемого напряжения. Частота генерируемого напряжения и его стабильность определяются настройками преобразователя частоты, выполненного по схеме многомостового инвертора с явным звеном постоянног тока.The main advantage of the proposed gas distribution station with an electric generating device is that it uses the energy of high pressure gas to generate electricity and heat the gas. Due to the fact that a frequency converter is used as part of a gas distribution station with an electric generating device, compared to the prototype, restrictions on the speed and stability of rotation of the common shaft of the expander - generator have been removed, i.e. in this case, there is no need to strictly maintain a constant rotation speed of the expander turbine. Therefore, with a change in the gas flow through the turbine and pressure fluctuations in the high and low pressure pipelines, the speed of rotation of the expander shaft will change, but this will not affect the parameters of the generated voltage. The frequency of the generated voltage and its stability are determined by the settings of the frequency converter, made according to the scheme of a multi-bridge inverter with an explicit DC link.
Данное техническое решение позволило выполнить детандер-генераторный агрегат без редуктора. За счет высокой скорости вращения турбины детандера и соответственно This technical solution made it possible to perform an expander-generator unit without a gearbox. Due to the high rotation speed of the expander turbine and, accordingly,
генератора они имеют уменьшенные габариты и массу. Наличие преобразователя частоты позволяет иметь гостированные параметры генерируемой электроэнергии и максимально просто решать вопросы синхронизации напряжения преобразователя и энергосистемы при подключении к энергосистеме.generator they have reduced dimensions and weight. The presence of a frequency converter allows you to have guest parameters for the generated electricity and as simple as possible to solve the issues of voltage synchronization of the converter and the power system when connected to the power system.
Предложенная схема газораспределительной станции с электрогенерирующим устройством, выполненным в виде детандер-генераторного агрегата позволяет значительно увеличить выработку электроэнергии с параметрами качества удовлетворяющие требованиям ГОСТ 13109-97 при существенно меньших габаритах и массе вращающихся агрегатов, при этом не сжигает газ и не имеет выбросов продуктов горения газа в окружающую среду.The proposed scheme of a gas distribution station with an electric generating device made in the form of an expander-generator unit can significantly increase the generation of electricity with quality parameters that meet the requirements of GOST 13109-97 with significantly smaller dimensions and mass of rotating units, while it does not burn gas and does not have emissions of gas combustion products into the environment.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005115432/22U RU47441U1 (en) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | GAS DISTRIBUTION STATION WITH ELECTRIC GENERATING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005115432/22U RU47441U1 (en) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | GAS DISTRIBUTION STATION WITH ELECTRIC GENERATING DEVICE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU47441U1 true RU47441U1 (en) | 2005-08-27 |
Family
ID=35847231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005115432/22U RU47441U1 (en) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | GAS DISTRIBUTION STATION WITH ELECTRIC GENERATING DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU47441U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2461766C2 (en) * | 2010-12-27 | 2012-09-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Bypass line to accommodate turbine-type electric supply sources or other devices |
| CN109723511A (en) * | 2019-01-15 | 2019-05-07 | 广东众通利华能源科技有限公司 | It generates electricity the exclusion device of preposition cooling postposition heating for pipe network pressure energy of natural gas |
| RU2787613C1 (en) * | 2022-08-30 | 2023-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ НИЖНИЙ НОВГОРОД" | Automatic gas distribution station |
-
2005
- 2005-05-20 RU RU2005115432/22U patent/RU47441U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2461766C2 (en) * | 2010-12-27 | 2012-09-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Bypass line to accommodate turbine-type electric supply sources or other devices |
| CN109723511A (en) * | 2019-01-15 | 2019-05-07 | 广东众通利华能源科技有限公司 | It generates electricity the exclusion device of preposition cooling postposition heating for pipe network pressure energy of natural gas |
| CN109723511B (en) * | 2019-01-15 | 2023-10-24 | 佛山市寰晟通新能源科技有限公司 | Impurity removing device for preposed cooling and postpositive heating of pipe network natural gas pressure energy power generation |
| RU2787613C1 (en) * | 2022-08-30 | 2023-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ НИЖНИЙ НОВГОРОД" | Automatic gas distribution station |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108316981B (en) | Natural gas residual pressure and gas turbine coupling and supplying system, pipe network system and method | |
| CN109958593B (en) | Solar energy coal-fired coupling flexible power generation system and operation method | |
| US8015812B1 (en) | Power conversion systems | |
| AU2013273381B2 (en) | Method of regulating a plant comprising cogenerating installations and thermodynamic systems intended for air conditioning and/or heating | |
| US20110265477A1 (en) | Thermal integration of a carbon dioxide capture and compression unit with a steam or combined cycle plant | |
| US20130318941A1 (en) | Supercharged Combined Cycle System With Air Flow Bypass | |
| CN102733956B (en) | System and method for fossil fuel and solar energy-complementary distributed energy supply | |
| CN206785443U (en) | A kind of high-pressure natural gas cogeneration distributed energy resource system | |
| US20150308298A1 (en) | Flexible Energy Balancing System | |
| CN105317553A (en) | Solar/air turbine generator system | |
| CN206144670U (en) | Utilize IGCC power station peak regulation device of air separation system energy storage | |
| CN111271750A (en) | Coal fired power plant frequency modulation peak shaving system based on heat accumulator | |
| RU47441U1 (en) | GAS DISTRIBUTION STATION WITH ELECTRIC GENERATING DEVICE | |
| CN102900640A (en) | Device for generating power by using pressure difference energy of natural gas delivery pipeline | |
| RU81767U1 (en) | GAS DISTRIBUTION STATION WITH ELECTRIC GENERATING DEVICE | |
| CN109028999A (en) | Boiler circuit | |
| CN208982123U (en) | A kind of system for realizing three kinds of state switchover operations of thermoelectricity unit | |
| JPH08177409A (en) | Steam turbine plant | |
| CN207762873U (en) | A kind of system that boiler oxygen-enriched combusting combines auxiliary peak-frequency regulation equipment | |
| CN211781360U (en) | Coal fired power plant frequency modulation peak shaving device based on heat accumulator | |
| RU89874U1 (en) | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF LIQUEFIED GAS ON THE BASIS OF GAS HEAT POWER PLANTS | |
| CN204729187U (en) | A kind of distributed energy resource system based on Stirling engine | |
| CN204691906U (en) | A kind of superposition type Boulez pauses combined cycle generating unit | |
| RU151790U1 (en) | SOURCE OF ELECTRIC SUPPLY BASED ON HYDRAULIC ELECTRIC STATION | |
| CN106703919B (en) | A kind of pipeline for gas overbottom pressure waste heat comprehensive utilization system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070521 |