RU95762U1

RU95762U1 - BUFFER GAS PREPARATION AND DELIVERY INSTALLATION

Info

Publication number: RU95762U1
Application number: RU2010111387/22U
Authority: RU
Inventors: Леонид Григорьевич Кузнецов; Юрий Леонидович Кузнецов; Андрей Алексеевич Ефремов; Александр Васильевич Бураков; Александр Иванович Абрамов
Original assignee: Леонид Григорьевич Кузнецов; Юрий Леонидович Кузнецов; Андрей Алексеевич Ефремов; Александр Васильевич Бураков; Александр Иванович Абрамов
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2010-07-10

Abstract

1. Установка для подготовки и подачи буферного газа, используемого в сухих газодинамических уплотнениях нагнетателей природного газа магистральных газопроводов, включающая систему подготовки и подачи буферного природного газа, управляемую арматуру и систему автоматического управления, отличающаяся тем, что система подготовки и подачи буферного природного газа снабжена бустерным устройством, выполненным в виде дожимного поршневого компрессора с пневматическим приводом. ! 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что поршневой компрессор выполнен бессмазочным с, по меньшей мере, одним поршнем двойного действия. ! 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что привод поршневого компрессора выполнен в виде, по меньшей мере, одного пневмоцилиндра одностороннего или двухстороннего действия. ! 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что поршень компрессора выполнен заодно с поршнем пневмопривода. ! 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система автоматического управления содержит пневмораспределитель во взрывозащищенном исполнении. ! 6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на выходах воздуха из пневмопривода установлены глушители. ! 7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система подготовки и подачи буферного природного газа содержит на входе в компрессор фильтр с коалесцирующим элементом, а на выходе из компрессора - фильтр очистки от механических примесей. ! 8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система подготовки газа содержит на входе в компрессор регулятор давления для обеспечения постоянного давления на всасывании компрессора. ! 9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система подготовки и подачи буферного � 1. Installation for the preparation and supply of buffer gas used in dry gas-dynamic seals of natural gas blowers of main gas pipelines, including a system for preparing and supplying buffer natural gas, controlled valves and an automatic control system, characterized in that the system for preparing and supplying buffer natural gas is equipped with a booster a device made in the form of a booster piston compressor with a pneumatic drive. ! 2. Installation according to claim 1, characterized in that the piston compressor is lubricated with at least one double-acting piston. ! 3. Installation according to claim 1, characterized in that the piston compressor drive is made in the form of at least one single or double acting pneumatic cylinder. ! 4. Installation according to claim 1, characterized in that the piston of the compressor is made integral with the piston of the pneumatic actuator. ! 5. Installation according to claim 1, characterized in that the automatic control system comprises a pneumatic valve in an explosion-proof design. ! 6. Installation according to claim 1, characterized in that silencers are installed at the air exits from the pneumatic actuator. ! 7. Installation according to claim 1, characterized in that the system for preparing and supplying buffer natural gas contains a filter with a coalescing element at the compressor inlet, and a filter for removing mechanical impurities at the compressor outlet. ! 8. Installation according to claim 1, characterized in that the gas preparation system comprises a pressure regulator at the inlet of the compressor to provide a constant pressure on the compressor suction. ! 9. Installation according to claim 1, characterized in that the system for the preparation and supply of buffer �

Description

Полезная модель относится к устройствам для подготовки буферного (уплотняющего) газа, используемого в сухих газодинамических уплотнениях (СГУ) нагнетателей природного газа, входящих в состав газоперекачивающих агрегатов (ГПА) на перекачивающих и дожимных газокомпрессорных станциях магистральных газопроводов.The utility model relates to devices for the preparation of a buffer (sealing) gas used in dry gas dynamic seals (SGU) of natural gas blowers that are part of gas pumping units (GPU) at pumping and booster gas compressor stations of gas pipelines.

Известно, что специфика эксплуатации СГУ нагнетателей ГПА на газокомпрессорных станциях магистральных газопроводов требует особенно тщательной подготовки буферного природного газа и барьерного воздуха для обеспечения работы СГУ и ГПА в целом.It is known that the specifics of operating a gas-compressor unit at the gas compressor stations of the main gas pipelines requires particularly careful preparation of buffer natural gas and barrier air to ensure the operation of the gas-compressor unit and the gas-condensing unit as a whole.

Для обеспечения работы СГУ необходимо предусмотреть подачу буферного природного газа с заданными параметрами на всех режимах работы ГПА. Система подачи уплотняющего газа должна обеспечивать превышение давления уплотняющего газа над расчетным давлением на величину не менее чем 3,5 кгс/см² на всех режимах работы ГПА, включая аварийный и нормальный останов, запуск ГПА, работа на режиме «Кольцо», режимы с малыми степенями сжатия, в точке подключения для обеспечения адекватного регулирования величины перепада «газ-газ».To ensure the operation of SSU, it is necessary to provide for the supply of buffer natural gas with the given parameters at all operating modes of the gas compressor unit. The sealing gas supply system must ensure that the pressure of the sealing gas exceeds the design pressure by at least 3.5 kgf / cm ² in all modes of operation of the gas compressor, including emergency and normal shutdown, starting the gas compressor, operation in the "Ring" mode, low degrees of compression at the connection point to ensure adequate control of the gas-gas differential.

Очистка буферного газа должна обеспечивать отсутствие в уплотняющем газе механических примесей более 10 мкм, 99,7% фильтрацию по влаге в точке подключения. Также критически важно не допустить потенциальной возможности конденсации влаги внутри полости установки картриджа и на самой уплотняющей паре из-за эффекта Джоуля-Томпсона при последовательном прохождении уплотняющего газа через запорную арматуру, уплотнительный зазор и свечи (Принцип действия, технологические стандарты и требования к проектированию и эксплуатации систем сухих газовых уплотнений, Степовиков С.Н., ООО «Кавказтрансгаз», Нефтегазовое дело, 2005, http://www.ogbus.ru).The cleaning of the buffer gas should ensure that there is no mechanical impurities in the sealing gas of more than 10 microns, 99.7% moisture filtration at the connection point. It is also critically important to prevent the potential for moisture condensation inside the cartridge installation cavity and on the sealing pair itself due to the Joule-Thompson effect during sequential passage of the sealing gas through the shutoff valves, sealing gap and candles (Principle of operation, technological standards and design and operation requirements dry gas sealing systems, Stepovikov S.N., Kavkaztransgaz LLC, Oil and Gas Business, 2005, http://www.ogbus.ru).

Известно использование в центробежных компрессорах, турбинах и нагнетателях природного газа жидкости (масла) для «запирания» газовой среды высокого давления (патент РФ №2140577, публ. 1999 г.).It is known to use liquids (oils) in centrifugal compressors, turbines and superchargers of natural gas for “locking” a high-pressure gas medium (RF patent No. 2140577, publ. 1999).

Недостатком известного технического решения является необходимость хранения, пополнения запаса, очистки и циркуляции запорной жидкости, возможный унос жидкости природным газом и вследствие этого загрязнение природного газа жидкостью.A disadvantage of the known technical solution is the need for storage, replenishment, cleaning and circulation of the locking fluid, the possible entrainment of the liquid by natural gas and, as a result, the pollution of natural gas by liquid.

Известна газодожимная установка газотурбинной электростанции, в которой проблема утечек рабочей среды решается за счет подачи в уплотнение уплотняющей среды с давлением, превышающим давление рабочей среды (патент РФ №2271458, публ. 2006 г.).Known gas booster installation of a gas turbine power plant, in which the problem of leakage of the working medium is solved by feeding into the seal a sealing medium with a pressure exceeding the pressure of the working medium (RF patent No. 2271458, publ. 2006).

Недостатком известной установки является то, что для создания повышенного давления используется среда (водяной пар), отличная от рабочей среды (природный газ), а так как давление пара выше давления газа, то происходит попадание пара в топливный газ газотурбинного привода, что может негативно сказываться на работе топливной аппаратуры и газотурбинного привода. Также в известной установке отсутствуют средства для очистки водяного пара от загрязнений и капель размером более 1-5 мкм, кроме того, возможно выпадение конденсата (при охлаждении и редуцировании пара), что негативно влияет на работу уплотнений.A disadvantage of the known installation is that a medium (water vapor) is used to create increased pressure, which is different from the working medium (natural gas), and since the vapor pressure is higher than the gas pressure, steam enters the fuel gas of the gas turbine drive, which can adversely affect at work on fuel equipment and a gas turbine drive. Also, in the known installation there are no means for cleaning water vapor from contaminants and drops larger than 1-5 microns, in addition, condensation may occur (when cooling and reducing steam), which negatively affects the operation of the seals.

Известно использование сухих газодинамических уплотнений (например, уплотнение фирмы «Джон Крейн» - Газовые сухие уплотнения валов турбомашин, обзорная информация «Компрессорное машиностроение», вып. ХМ-5, ЦИНТИХИМнефтемаш, М., 1989, с.6-9) для предотвращения протечек рабочей газовой среды в компрессорах.It is known to use dry gas dynamic seals (for example, John Crane's seal - Dry gas seals for turbomachine shafts, overview information “Compressor Engineering”, issue XM-5, TSINTIKHIMneftemash, M., 1989, p.6-9) to prevent leaks working gas medium in compressors.

Однако, при малой скорости вращения при пусках или остановках в таких уплотнениях выделяется слишком много тепла трения, повышается температура колец, что приводит к выходу уплотнений из строя. Это типичный недостаток таких уплотнений и фирма рекомендует на подобных режимах работать минимальное по продолжительности время. Однако, это не всегда можно согласовать с регламентом работы нагнетателя природного газа в составе компрессорной станции.However, at low speed of rotation during starts or stops, too much friction heat is generated in such seals, the temperature of the rings rises, which leads to failure of the seals. This is a typical drawback of such seals and the company recommends working with such modes for the shortest possible time. However, this cannot always be agreed upon with the regulations for the operation of a natural gas supercharger as part of a compressor station.

Известна энергетическая газотурбинная установка, содержащая турбокомпрессор с камерой сгорания, дожимной компрессор топливного газа, внешний пусковой двигатель, автоматическую расцепную муфту (патент РФ №2111370, публ. 1998 г.).Known energy gas turbine installation containing a turbocharger with a combustion chamber, a booster fuel gas compressor, an external starting engine, an automatic trip clutch (RF patent No. 2111370, publ. 1998).

В известной установки отсутствует возможность подготовки буферного природного газа требуемого качества для снабжения сухих газодинамических уплотнений в начальный момент запуска, когда давление буферного газа ниже давления рабочей среды и может происходить выход из строя уплотнения вследствие его загрязнения рабочей средой.In the known installation there is no possibility of preparing a buffer natural gas of the required quality for supplying dry gas-dynamic seals at the initial moment of start-up, when the pressure of the buffer gas is lower than the pressure of the working medium and the seal may fail due to contamination of the working medium.

Известен способ получения инертных в углеводородной среде газожидкостных сред высокого давления с использованием силовой энергетической установки основанный на сжигании топливовоздушной смеси в камере сгорания силовой энергетической установки с последующим использованием продуктов горения в качестве инертных сред. Силовая энергетическая установка является приводом двухступенчатой насосно-компрессорной установки или хотя бы одной из ее ступеней, в которой в качестве первой ступени используется компрессорная установка, сжимающая воздух, а в качестве второй ступени - дожимное устройство, сжимающее газ при помощи проточного жидкостного поршня (бустерная установка) (патент РФ №2293860, публ. 2007 г.).A known method of producing inert in a hydrocarbon medium gas-liquid high pressure using a power plant based on the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of a power plant, followed by the use of combustion products as inert media. A power plant is the drive of a two-stage tubing installation or at least one of its stages, in which the compressor stage compresses the air as the first stage, and the booster device compresses the gas using a flowing liquid piston as the second stage (booster installation ) (RF patent No. 2293860, publ. 2007).

Недостатком известного способа является то, что устройство, дожимающее газ, выполнено в виде проточного жидкостного поршня и следовательно на выходе установки получается многофазная смесь (газ и жидкость) высокого давления, а буферный газ, применяемый в СГУ должен быть полностью очищен от капельной влаги и механических частиц, поэтому после дожимающего устройства необходимо предусматривать не менее 2 ступеней очистки газа (грубую и тонкую). Кроме того, возникает необходимость иметь в составе установки насосную установку для формирования проточного жидкостного поршня.The disadvantage of this method is that the gas booster device is made in the form of a flowing liquid piston and, therefore, a multiphase mixture (gas and liquid) of high pressure is obtained at the outlet of the installation, and the buffer gas used in the SGU must be completely cleaned of drip moisture and mechanical particles, therefore, after the booster device, it is necessary to provide at least 2 stages of gas purification (coarse and fine). In addition, it becomes necessary to have a pumping unit for forming a flowing fluid piston.

Наиболее близкой по технической сущности к настоящей полезной модели является газодожимная установка газокомпрессорной станции магистрального газопровода, содержащая устройство подготовки буферного природного газа для сухих газодинамических уплотнений (СГУ) нагнетателей природного газа, в которой устройство подготовки буферного природного газа выполнено в виде дожимного поршневого компрессора с электроприводом и включает систему фильтрации газа на входе и выходе установки, управляемую арматуру и блок автоматического управления. При этом поршневой компрессор выполнен однопоршневым, без смазки цилиндропоршневой группы, с использованием самосмазывающихся уплотнительных материалов и содержит на входе фильтр с коалесцирующим фильтрующим элементом и фильтр очистки от механических примесей на выходе (патент РФ №90505, публ. 2010 г.).Closest to the technical nature of this utility model is a gas booster installation of a gas compressor station of a gas pipeline containing a preparation device for buffer natural gas for dry gas dynamic seals (SGU) of natural gas blowers, in which the preparation device for buffer natural gas is made in the form of an electric booster piston compressor and includes a gas filtration system at the inlet and outlet of the installation, controlled valves and an automatic control unit. In this case, the piston compressor is single-piston, without lubrication of the cylinder-piston group, using self-lubricating sealing materials and contains an inlet filter with a coalescing filter element and an outlet filter for cleaning solids (RF patent No. 90505, publ. 2010).

Для подготовки буферного газа СГУ необходимо иметь на объекте гарантированный источник электроэнергии. При отсутствии электроэнергии буферный газ требуемого давления не может быть получен, что снижает надежность и автономность газоперекачивающих агрегатов. В случае больших расходов буферного газа потребляемая мощность электропривода значительно возрастает, что увеличивает энергозатраты на газокомпрессорной станции, и в конечном итоге снижает эффективность транспортировки природного газа. В то же время в системах ГПА обращаются среды (сжатый воздух нагнетателя турбины, масло системы смазки) имеющие необходимое давление и имеющиеся в достаточном количестве, которые можно испльзовать для привода дожимающего компрессора без использования дополнительных источников энергии. Применение сжатого воздуха для привода бустерной установки более предпочтительно потому, что в сухих газодинамических уплотнениях ГПА помимо буферного газа применяется барьерный воздух, достаточного для пневмопривода давления (0,6-1,0 МПа) и в составе газокопрессорной станции (ГПА) существуют устройства для получения сжатого воздуха.To prepare the SGU buffer gas, it is necessary to have a guaranteed source of electricity at the facility. In the absence of electricity, buffer gas of the required pressure cannot be obtained, which reduces the reliability and autonomy of gas pumping units. In case of high buffer gas consumption, the power consumption of the electric drive increases significantly, which increases energy consumption at the gas compressor station, and ultimately reduces the efficiency of natural gas transportation. At the same time, in GPU systems, fluids (compressed air of a turbine supercharger, lubrication system oil) circulate having the necessary pressure and available in sufficient quantities that can be used to drive a booster compressor without the use of additional energy sources. The use of compressed air to drive the booster installation is more preferable because in dry gas-dynamic gas seals of the gas compressor unit, in addition to the buffer gas, barrier air is used that is sufficient for pneumatic pressure drive (0.6-1.0 MPa) and there are devices for gas compressor station (gas compressor station) to obtain compressed air.

Известная установка рассчитана на обеспечение буферным газом всех газоперекачивающих агрегатов газокомпрессорной станции, в связи с чем имеет большие габаритные размеры, вес и энергопотребление. Возникает необходимость прокладки по территории газокомпрессорной станции трубопроводов буферного газа и установки ресиверов большого объема, что увеличивает расходы на строительство объекта и снижает эффективность использования компрессорной установки.The known installation is designed to provide buffer gas to all gas pumping units of a gas compressor station, and therefore has large overall dimensions, weight and energy consumption. There is a need to lay buffer gas pipelines through the territory of the gas compressor station and install large volume receivers, which increases the cost of building the facility and reduces the efficiency of using the compressor installation.

Более целесообразно в составе каждого ГПА иметь компактную бустерную установку, обеспечивающую буферным газом СГУ нагнетателя при необходимости, при этом давление нагнетания установки может быть снижено вследствие отсутствия гидравлических потерь в трубопроводах и арматуре в системе буферного газа газокомпрессорной станции, что позволяет сделать бустерную установку более компактной и эффективной.It is more expedient to have a compact booster unit in each gas compressor unit, which provides the supercharger SGU with buffer gas if necessary, while the discharge pressure of the unit can be reduced due to the absence of hydraulic losses in pipelines and valves in the buffer gas system of the gas compressor station, which makes the booster unit more compact and effective.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание компактной, автономной, экономичной, эффективно работающей бустерной (дожимающей) установки для подготовки буферного (уплотняющего) природного газа, используемого в сухих газодинамических уплотнениях нагнетателей природного газа газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов природного газа и других объектов газовой промышленности.The objective of the proposed utility model is to create a compact, autonomous, economical, efficient booster (booster) installation for the preparation of buffer (compression) natural gas used in dry gas-dynamic seals of natural gas blowers, gas pumping units of compressor stations of natural gas main pipelines and other objects of the gas industry.

Предложенное техническое решение расширяет арсенал средств указанного назначения.The proposed technical solution expands the arsenal of funds for this purpose.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.The essence of the proposed utility model is as follows.

Установка для подготовки и подачи буферного газа, используемого в сухих газодинамических уплотнениях нагнетателей природного газа магистральных газопроводов, включает систему подготовки и подачи буферного природного газа, управляемую арматуру и систему автоматического управления, при этом система подготовки и подачи буферного природного газа снабжена бустерным устройством, выполненным в виде дожимного поршневого компрессора с пневматическим приводом.The installation for the preparation and supply of buffer gas used in dry gasdynamic seals of natural gas blowers for gas pipelines includes a system for the preparation and supply of buffer natural gas, controlled valves and an automatic control system, while the system for the preparation and supply of buffer gas is equipped with a booster device made in a booster piston compressor with pneumatic drive.

Поршневой компрессор выполнен бессмазочным, с, по меньшей мере, одним поршнем двойного действия.The piston compressor is made lubrication-free, with at least one double-acting piston.

Привод поршневого компрессора выполнен в виде, по меньшей мере, одного пневмоцилиндра одностороннего или двухстороннего действия.The piston compressor drive is made in the form of at least one single or double acting pneumatic cylinder.

Поршень компрессора может быть выполнен заодно с поршнем пневмопривода.The compressor piston can be made integral with the pneumatic actuator piston.

Система автоматического управления содержит пневмораспределитель во взрывозащищенном исполнении.The automatic control system contains an air distributor in an explosion-proof design.

На выходах воздуха из пневмопривода установлены глушители.Silencers are installed at the air exits from the pneumatic drive.

Система подготовки и подачи буферного природного газа содержит на входе в компрессор фильтр с коалесцирующим элементом, а на выходе из компрессора - фильтр очистки от механических примесей.The system for preparing and supplying buffer natural gas contains a filter with a coalescing element at the compressor inlet, and a filter for removing mechanical impurities at the compressor outlet.

Система подготовки газа содержит на входе в компрессор регулятор давления для обеспечения постоянного давления на всасывании компрессора.The gas preparation system contains a pressure regulator at the inlet to the compressor to provide a constant pressure on the compressor suction.

Система подготовки и подачи буферного природного газа содержит на выходе компрессора регулятор давления для поддержания требуемого давления газа на выходе установки.The system for preparing and supplying buffer natural gas contains a pressure regulator at the compressor outlet to maintain the required gas pressure at the plant outlet.

Система подготовки и подачи буферного природного газа содержит на выходе компрессора подогреватель газа для обеспечения требуемой температуры газа на выходе установки.The system for preparing and supplying buffer natural gas contains a gas heater at the compressor outlet to provide the required gas temperature at the outlet of the unit.

Система автоматического управления содержит средства подготовки подаваемого в пневмопривод воздуха управления.The automatic control system contains means for preparing the control air supplied to the pneumatic actuator.

Система автоматического управления содержит средства контроля давления воздуха управления и газа на входе и выходе установки.The automatic control system contains means for monitoring the control air pressure and gas at the inlet and outlet of the installation.

Управляемая арматура включает электроприводные или пневмоприводные шаровые краны, установленные на входе и выходе газа и для сброса газа из контура компрессора на свечу,Controlled valves include electric or pneumatic ball valves installed at the gas inlet and outlet and for venting gas from the compressor circuit to a candle,

Управляемая арматура включает установленный на выходе компрессора предохранительный сбросной клапан для предотвращения чрезмерного повышения давления газа.The controlled valves include a safety relief valve installed at the compressor outlet to prevent an excessive increase in gas pressure.

Установка размещена на жестком каркасе.The installation is placed on a rigid frame.

Установка размещена в теплоизолированном контейнере и содержит обогревательные и вентиляционные устройства и датчики температуры, подключенные к системе автоматического управления установки.The installation is located in a thermally insulated container and contains heating and ventilation devices and temperature sensors connected to the automatic control system of the installation.

Контейнер выполнен с двумя изолированными друг от друга отсеками.The container is made with two compartments isolated from each other.

На фиг.1 представлена принципиальная схема установки для подготовки и подачи буферного газа, используемого в сухих газодинамических уплотнениях нагнетателей природного газа магистральных газопроводов; на фиг.2 представлена заявляемая установка, расположенная на каркасе; на фиг.3 представлена схема поршневого компрессора с пневмоприводом; на фиг.4 представлена заявляемая установка, размещенная в контейнере (вид в плане).Figure 1 presents a schematic diagram of an installation for the preparation and supply of buffer gas used in dry gas-dynamic seals of natural gas blowers of main gas pipelines; figure 2 presents the inventive installation located on the frame; figure 3 presents a diagram of a piston compressor with pneumatic drive; figure 4 presents the inventive installation, placed in the container (view in plan).

Установка для подготовки и подачи буферного газа снабжена бустерным устройством, выполненным в виде дожимного поршневого компрессора 1 с пневматическим приводом 2.Installation for the preparation and supply of buffer gas is equipped with a booster device made in the form of a booster piston compressor 1 with a pneumatic drive 2.

Входной трубопровод установки 3 подключен к магистральному газопроводу (не показан), выходной трубопровод 4 установки подключен к коллектору буферного природного газа (не показан). На трубопроводе 3 последовательно по ходу газа установлены электроуправляемый клапан 5 и фильтр 6. Фильтр 6 может содержать коалесцирующие фильтрующие элементы для очистки газа на входе в компрессор от капельной влаги. На выходном трубопроводе 4 после компрессора по ходу газа установлены предохранительный клапан 7 для сброса повышенного давления газа на свечу 8, фильтр 9, управляемый клапан 10 для сброса газа на свечу 8, электроуправляемый клапан 11 и обратный клапан 12. Для отвода конденсата из фильтра 6 предусмотрен дренажный трубопровод 13 с кранами 14 и 15. Для продувки фильтра 9 установлен кран 16 для сброса загрязнений в дренажный трубопровод 13.The inlet pipe of the installation 3 is connected to a gas main (not shown), the outlet pipe 4 of the installation is connected to a buffer natural gas collector (not shown). An electrically controlled valve 5 and a filter 6 are installed sequentially along the gas in the pipeline 3. The filter 6 may contain coalescing filter elements for purifying gas at the compressor inlet from drip moisture. At the outlet pipe 4, after the compressor, a safety valve 7 is installed along the gas in order to discharge the increased gas pressure to the candle 8, a filter 9, a controlled valve 10 to discharge gas to the candle 8, an electrically operated valve 11 and a non-return valve 12. To drain condensate from the filter 6, drainage pipe 13 with taps 14 and 15. To purge the filter 9, a valve 16 is installed to discharge contaminants into the drainage pipe 13.

Подача рабочего тела в пневмопривод бустерного устройства осуществляется посредством трубопровода воздуха управления 17. Для подготовки воздуха управления может быть установлен блок подготовки (очистки, редуцирования) воздуха управления 18.The supply of the working fluid to the pneumatic drive of the booster device is carried out by means of a control air pipe 17. For the preparation of control air, a control air preparation (cleaning, reduction) unit 18 can be installed.

Для контроля засорения фильтров 6 и 9 могут быть установлены датчики перепада давления 19.To control the clogging of filters 6 and 9, differential pressure sensors 19 can be installed.

Для контроля за работой компрессора на трубопроводах газа 3 и 4 и трубопроводе воздуха управления 17 установлены датчики давления 20. На входном трубопроводе 3 установлен регулятор давления 21 для стабилизации давления газа на входе. На выходном трубопроводе 4 установлен регулятор давления 22 для поддержания давления газа на выходе компрессора. На выходном трубопроводе 4 может быть установлен подогреватель газа 23 для обеспечения требуемой температуры газа на выходе установки.To monitor the compressor on the gas pipelines 3 and 4 and the control air pipe 17, pressure sensors 20 are installed. A pressure regulator 21 is installed on the inlet pipe 3 to stabilize the gas pressure at the inlet. At the outlet pipe 4, a pressure regulator 22 is installed to maintain the gas pressure at the compressor outlet. At the outlet pipe 4, a gas heater 23 can be installed to provide the required gas temperature at the outlet of the installation.

Система автоматического управления установки включает блок управления 24 с автоматом ввода резерва.The automatic control system of the installation includes a control unit 24 with an automatic transfer switch.

Компрессор с пневмоприводом для сжатия природного газа (см. фиг.3) является поршневым и выполнен сухим (без смазки цилиндропоршневой группы) с применением самосмазывающихcя уплотнительных материалов и включает один пневмоцилиндр двухстороннего действия 25, два цилиндра 26, два поршня двойного действия 27 с поршневыми кольцами из самосмазывающегося материала, два сальниковых блока 28 с сальниками из самосмазывающегося материала и возможностью сброса протечек на свечу 8. Поршни компрессора 27 могут быть выполнены заодно с поршнем пневмоцилиндра 25. Для управления подачей воздуха управления в пневмоцилиндр предназначен пневмораспределитель 29 с электрическим блоком 30. Учитывая, что в установке сжимается природный газ, электрический блок 30 пневмораспределителя 29 выполнен во взрывозащищенном исполнении. Электрический блок 30 электрически связан с блоком управления 24. Для снижения шума на выходе воздуха управления из пневмораспределителя 29 установлены глушители 31. Все узлы и системы установки размещены на жестком каркасе 32 (см. фиг.2).A compressor with a pneumatic drive for compressing natural gas (see figure 3) is a piston and is dry (without lubrication of the piston-cylinder group) using self-lubricating sealing materials and includes one double-acting pneumatic cylinder 25, two cylinders 26, two double-acting pistons 27 with piston rings of self-lubricating material, two stuffing box 28 with gaskets of self-lubricating material and the possibility of leakage to the candle 8. The pistons of the compressor 27 can be made integral with the piston of the pneumatic cylinder RA 25. To control the supply of control air to the pneumatic cylinder, a pneumatic distributor 29 with an electric unit 30 is designed. Given that natural gas is compressed in the installation, the electric unit 30 of the pneumatic distributor 29 is made in an explosion-proof version. The electrical unit 30 is electrically connected to the control unit 24. To reduce noise at the air outlet of the control from the air distributor 29, silencers 31 are installed. All components and installation systems are placed on a rigid frame 32 (see figure 2).

Установка со всеми системами на каркасе 32 (см. фиг.4) размещена в теплоизолированном контейнере 33, содержащем два теплоизолированных отсека: технологический 34 и управления 35. В технологическом отсеке 34 размещена установка на каркасе 32 с оборудованием во взрывозащищенном исполнении, а в отсеке управления 35 размещен блок управления 24 с автоматом ввода резерва в общепромышленном исполнении. Для поддержания внутри контейнера в холодное время года требуемой температуры (минимально допустимая температура 5°С) контейнер 33 содержит электрические обогревательные устройства 36. Для принудительной вентиляции в случае высокой загазованности используется вентиляционное устройство 37, связанное электрически с блоком автоматического управления 24. Обогревательные и вентиляционное устройства 36 и 37 устройство могут регулироваться по показаниям температурного датчика 38, установленного внутри контейнера и подключенного к блоку автоматического управления установки 24. Для защиты от пожара и взрыва в контейнере может быть предусмотрена система контроля загазованности, охранно-пожарная сигнализация и взрывной клапан 39 в виде легко сбрасываемой панели контейнера, препятствующий разрушению всей установки при возможном взрыве природного газа.The installation with all systems on the frame 32 (see Fig. 4) is placed in a thermally insulated container 33 containing two heat-insulated compartments: technological 34 and control 35. In the technological compartment 34 there is an installation on the frame 32 with equipment in explosion-proof design, and in the control compartment 35 posted by the control unit 24 with automatic transfer reserve in a common industrial design. To maintain the required temperature inside the container during the cold season (the minimum allowable temperature is 5 ° C), the container 33 contains electric heating devices 36. For forced ventilation in case of high gas pollution, a ventilation device 37 is used, which is connected electrically to the automatic control unit 24. Heating and ventilation devices 36 and 37, the device can be adjusted according to the temperature sensor 38 installed inside the container and connected to the unit control of the installation 24. For protection against fire and explosion, a gas monitoring system, a fire alarm and explosion valve 39 may be provided in the container in the form of an easily resettable container panel, which prevents the destruction of the entire installation with a possible explosion of natural gas.

Работает установка следующим образом.The installation works as follows.

Сжатый природный газ под рабочим давлением из входного магистрального газопровода от трубопровода 3 поступает через кран 5, фильтр 6, где происходит очистка газа от крупных частиц, влаги и масла. Очистка в фильтре 5 может осуществляться с применением коалесцирующего фильтрующего элемента. Проходя через материал фильтрующего элемента, капли жидкости, содержащиеся в газе, укрупняются и стекают по наружной поверхности фильтрующего элемента в полость сбора конденсата. Конденсат сбрасывается из полостей сбора конденсата через краны 14 и 15. Далее конденсат сбрасывается в дренажный трубопровод 13. После фильтра 5 газ поступает в компрессор 1, где происходит его сжатие. Сжатие газа происходит в двух в цилиндрах 26 посредством возвратно-поступательного движения поршней 27 двойного действия (часть комбинированных клапанов работает на всасывание, часть на нагнетание) с поршневыми кольцами из самосмазывающегося материала. Уплотнение поршней 27 осуществляется сальниковыми блоками 28 с сальниками из самосмазывающегося материала и возможностью сброса протечек на свечу 8. Возвратно-поступательное движение поршней 27 обеспечивается пневмоприводом 2, состоящим из одного пневмоцилиндра двойного действия 25 и поршня, выполненного заодно с поршнями компрессора 27.Compressed natural gas under operating pressure from the inlet gas pipeline from pipeline 3 enters through a valve 5, filter 6, where gas is purified from large particles, moisture and oil. Cleaning in the filter 5 can be carried out using a coalescing filter element. Passing through the material of the filter element, liquid droplets contained in the gas are enlarged and flow down the outer surface of the filter element into the condensate collection cavity. Condensate is discharged from the condensate collection cavities through taps 14 and 15. Next, the condensate is discharged into the drain pipe 13. After the filter 5, the gas enters the compressor 1, where it is compressed. Gas compression occurs in two in the cylinders 26 by means of reciprocating motion of the double-acting pistons 27 (part of the combined valves works for suction, part for injection) with piston rings of self-lubricating material. The sealing of the pistons 27 is carried out by stuffing boxes 28 with gaskets of self-lubricating material and the possibility of dumping leaks on the candle 8. The reciprocating movement of the pistons 27 is provided by a pneumatic actuator 2, consisting of one double-acting pneumatic cylinder 25 and a piston made integral with the pistons of the compressor 27.

Для работы пневмопривода 2 в установку по трубопроводу 17 подается сжатый воздух (давлением 0,6-1,0 МПа), который может проходить подготовку (очистку и редуцирование) в блоке подготовки воздуха управления 18. После блока подготовки воздух необходимого давления подается в пневмораспределитель 29, который поочередно подает воздух в одну и другую полость пневмоцилиндра 25 и стравливает воздух в атмосферу через глушители 31.For the operation of the pneumatic actuator 2, compressed air (pressure 0.6-1.0 MPa) is supplied to the installation through a pipe 17, which can undergo preparation (cleaning and reduction) in the control air preparation unit 18. After the preparation unit, the air of the required pressure is supplied to the air distributor 29 , which alternately delivers air to one and the other cavity of the pneumatic cylinder 25 and bleeds air into the atmosphere through silencers 31.

После компрессора 1 газ повышенного давления проходит в фильтр 9, где производится его очистка от механических частиц. Продувка фильтра 9 от загрязнений осуществляется краном 16 в дренажный трубопровод 13. При аварийном повышении давления на выходе компрессора открывается предохранительный клапан 7 и избыток газа сбрасывается на свечу 8. После фильтра 9 через кран 11 и обратный клапан 12 газ направляется по трубопроводу 4 в коллектор буферного газа - к потребителю (СГУ). Для сброса газа на свечу 8, например, после остановки компрессора, либо для обслуживания, предусмотрен управляемый кран 10.After compressor 1, the high-pressure gas passes into the filter 9, where it is cleaned from mechanical particles. The filter 9 is purged from the impurities by a valve 16 into the drain pipe 13. When the pressure increases at the compressor outlet, the safety valve 7 opens and the excess gas is discharged to the candle 8. After the filter 9, through the valve 11 and the non-return valve 12, gas is sent through pipeline 4 to the buffer manifold gas - to the consumer (SSU). To discharge gas to the candle 8, for example, after stopping the compressor, or for maintenance, a controllable valve 10 is provided.

Для контроля и управления компрессором предусмотрены датчики давления 20 на входе и выходе газа и на входе воздуха управления.For monitoring and controlling the compressor, pressure sensors 20 are provided at the gas inlet and outlet and at the control air inlet.

Для контроля за засорением фильтрующих элементов в фильтрах 6 и 9 предусмотрены датчики перепада давления 19. Для подогрева выходящего из компрессора газа установлен подогреватель газа 23. Для регулирования давления газа на входе и выходе установки могут быть установлены регуляторы давления 21 и 22 соответственно.To control the clogging of the filter elements in the filters 6 and 9, differential pressure sensors 19 are provided. To heat the gas leaving the compressor, a gas heater 23 is installed. To regulate the gas pressure at the inlet and outlet of the installation, pressure regulators 21 and 22 can be installed, respectively.

Предлагаемая установка предназначена для подготовки буферного природного газа, используемого в сухих газодинамических уплотнениях (СГУ) нагнетателей природного газа газоперекачивающих агрегатов для компрессорных станций магистральных газопроводов природного газа и других объектов газовой промышленности.The proposed installation is intended for the preparation of buffer natural gas used in dry gas dynamic seals (SGU) of natural gas blowers of gas pumping units for compressor stations of natural gas main pipelines and other gas industry facilities.

Установка может быть использована на объектах в контейнерном исполнении, либо в безконтейнерном варианте в составе газоперекачивающего агрегата (ГПА), при этом система управления установки может быть реализована в системе управления ГПА.The installation can be used at facilities in a container version, or in a containerless version as part of a gas pumping unit (GPU), while the control system of the installation can be implemented in the control unit of the GPU.

Предлагаемая компрессорная установка для подготовки буферного природного газа сухих газодинамических уплотнений нагнетателей природного газа может эффективно и надежно работать при изменении условий работы (рабочего давления, длительных простоях, постоянный безостановочный режим работы) в различных климатических условиях, обеспечивая необходимую производительность, давление и качество буферного природного газа, подаваемого в СГУ, увеличивая их ресурс.The proposed compressor installation for the preparation of buffer natural gas of dry gas-dynamic seals of natural gas blowers can efficiently and reliably work when changing working conditions (operating pressure, long shutdowns, continuous non-stop operation) in various climatic conditions, providing the necessary performance, pressure and quality of buffer natural gas served in SSU, increasing their resource.

Предлагаемая установка обладает высокой экономичностью и повышает автономность и надежность работы нагнетателей природного газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов природного газа.The proposed installation is highly economical and increases the autonomy and reliability of natural gas blowers at compressor stations of natural gas main pipelines.

Claims

1. Installation for the preparation and supply of buffer gas used in dry gasdynamic seals of natural gas blowers of main gas pipelines, including a system for preparing and supplying buffer natural gas, controlled valves and an automatic control system, characterized in that the system for preparing and supplying buffer natural gas is equipped with a booster a device made in the form of a booster piston compressor with a pneumatic drive.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the piston compressor is lubricated with at least one double-acting piston.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the piston compressor drive is made in the form of at least one single or double acting pneumatic cylinder.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the piston of the compressor is made integral with the piston of the pneumatic actuator.

5. Installation according to claim 1, characterized in that the automatic control system comprises an air distributor in an explosion-proof design.

6. Installation according to claim 1, characterized in that silencers are installed at the air exits from the pneumatic actuator.

7. Installation according to claim 1, characterized in that the system for preparing and supplying buffer natural gas contains a filter with a coalescing element at the compressor inlet, and a filter for removing mechanical impurities at the compressor outlet.

8. Installation according to claim 1, characterized in that the gas preparation system comprises a pressure regulator at the inlet of the compressor to provide a constant pressure on the compressor suction.

9. Installation according to claim 1, characterized in that the system for preparing and supplying buffer natural gas contains a pressure regulator at the compressor outlet to maintain the required gas pressure at the outlet of the plant.

10. Installation according to claim 1, characterized in that the system for preparing and supplying buffer natural gas contains a gas heater at the compressor outlet to provide the required gas temperature at the outlet of the installation.

11. Installation according to claim 1, characterized in that the automatic control system comprises means for preparing the control air supplied to the pneumatic actuator.

12. Installation according to claim 1, characterized in that the automatic control system comprises means for controlling the pressure of control air and gas at the inlet and outlet of the installation.

13. Installation according to claim 1, characterized in that the controlled valves include electric ball valves installed at the inlet and outlet of the gas and to discharge gas from the compressor circuit to the candle.

14. Installation according to claim 1, characterized in that the controlled valves include pneumatic ball valves installed at the inlet and outlet of the gas and for venting gas from the compressor circuit to the candle.

15. Installation according to claim 1, characterized in that the controlled valve includes a safety relief valve installed at the compressor outlet to prevent an excessive increase in gas pressure.

16. Installation according to any one of claims 1 to 15, characterized in that it is placed on a rigid frame.

17. The installation according to clause 16, characterized in that it is placed in a thermally insulated container and contains heating and ventilation devices and temperature sensors connected to the automatic control system of the installation.

18. Installation according to 17, characterized in that the container is made with two compartments isolated from each other.