UA9325U

UA9325U - Gas distribution station

Info

Publication number: UA9325U
Application number: UAU200502575U
Authority: UA
Inventors: Serhii Viktorovych Moiseiev; Arkadii Vasyliovych Burniashev; Yakiv Yuriiovych Lapytskyi
Original assignee: Public Corp Turbogaz
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2005-03-21
Publication date: 2005-09-15

Abstract

The gas distribution station has the main pipelines of high and low pressure, the first and the second reduction units with pressure controllers, detander with outlet chaft and loading unit. The loading unit has hydraulic pump, the working liquid flow rate controller, hydro-motor, safety valve, tank for working liquid and alternating current generator. The pressure controllers are arranged with heating cavities in the gas throttling zone, those through the primers of the safety valve and the hydro-motor are connected to the tank of working liquid. The alternating current generator is through rectifier and voltage controller connected to the current consumers.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до газової промисловості і може бути використана на газорозподільних станціях 2 (ГРО), на яких газ, що відводиться з магістрального трубопроводу, дроселюється і з пониженим тиском надходить до споживача.The useful model refers to the gas industry and can be used at gas distribution stations 2 (GRO), where the gas diverted from the main pipeline is throttled and comes to the consumer with reduced pressure.

Відома газорозподільна станція |див. авт. св. СРСР Мо1183792, МПК Е25811/00, опубл. 1985), що містить магістральні трубопроводи високого і низького тиску, вузол редукування з регуляторами тиску і детандер з навантажувальним пристроєм. 70 Недоліками цієї ГРО є: - при відключенні детандера необхідно підведення електроенергії для живлення споживачів струму, наприклад, електрохімзахисту трубопроводу, охоронної сигналізації, одоризатора тощо; - необхідність у підігріві газу перед регулятором для запобігання його обмерзання. Це викликано зниженням температури газу при його дроселюванні в регуляторі, що викликає відкладення усередині регулятора 12 кристалогідратів, парафінів і т.д., що змінюють його характеристики до аварійних.A well-known gas distribution station | see author St. USSR Mo1183792, IPC E25811/00, publ. 1985), containing main high and low pressure pipelines, a reduction unit with pressure regulators and an expander with a loading device. 70 The disadvantages of this GRO are: - when the expander is turned off, it is necessary to supply electricity to power current consumers, for example, electrochemical protection of the pipeline, security alarm, odorizer, etc.; - the need to heat the gas in front of the regulator to prevent it from freezing. This is caused by a decrease in the temperature of the gas during its throttling in the regulator, which causes deposition inside the regulator 12 of crystal hydrates, paraffins, etc., which change its characteristics to emergency ones.

Відома також газорозподільна станція див. пат. РФ Мо2047060, МПК Е25811/00, Е1701/04, опубл. 1995), що містить магістральні трубопроводи високого і низького тиску, перший і другий вузли редукування з регуляторами тиску, детандер з вихідним валом і навантажувальним пристроєм. Регулювання такої газорозподільної станції вимагає наявності реостатів навантаження і складної системи контролю й автоматичного керування чималої вартості. Крім того, детандер такої ГРС може розміщатися тільки в вітці, паралельній основній вітці регулювання (дроселювання), і пропускати тільки малу частину потоку, щоб не ускладнювати регулювання тиску газу, який йде споживачеві. Також необхідний підігрів газу на вході в ГРО - для надійної роботи регуляторів тиску газу.The gas distribution station is also known, see stalemate. RF Mo2047060, IPC E25811/00, E1701/04, publ. 1995), containing main high and low pressure pipelines, first and second reduction units with pressure regulators, an expander with an output shaft and a loading device. Regulation of such a gas distribution station requires the presence of load rheostats and a complex system of control and automatic control of considerable cost. In addition, the expander of such a gas valve can be placed only in a line parallel to the main regulation line (throttling), and pass only a small part of the flow, so as not to complicate the regulation of the gas pressure going to the consumer. It is also necessary to heat the gas at the entrance to the GRO - for the reliable operation of the gas pressure regulators.

Метою запропонованої корисної моделі є підвищення економічності і надійності газорозподільної станції.The purpose of the proposed useful model is to increase the efficiency and reliability of the gas distribution station.

Поставлена задача досягається тим, що в газорозподільній станції, яка містить магістральні трубопроводи в високого і низького тиску, перший і другий вузли редукування з регуляторами тиску, детандер з вихідним валом ії навантажувальним пристроєм, відповідно до технічного рішення, вхід другого вузла редукування з'єднаний з вихідним патрубком детандера, а вихід - з магістральним трубопроводом низького тиску, навантажувальний пристрій містить гідравлічний насос, вал якого з'єднаний з вихідним валом детандера, регулятор витрати о робочої рідини і сполучений з ним гідромотор, запобіжний клапан, бак робочої рідини і генератор змінного су струму, при цьому усмоктувальний патрубок гідравлічного насоса з'єднаний з баком робочої рідини, а нагнітальний - із запобіжним клапаном і регулятором витрати робочої рідини, крім того, регулятори тиску о виконані з обігрівальними порожнинами в зоні дроселювання газу, що через зливники з запобіжного клапанаі дФ гідромотора з'єднані з баком робочої рідини, а генератор змінного струму через випрямляч і регулятор напруги сполучений зі споживачами струму.The task is achieved by the fact that in the gas distribution station, which contains main high and low pressure pipelines, the first and second reduction nodes with pressure regulators, an expander with an output shaft and a loading device, according to the technical solution, the input of the second reduction node is connected to outlet nozzle of the expander, and the outlet - with a main low-pressure pipeline, the loading device contains a hydraulic pump, the shaft of which is connected to the outlet shaft of the expander, a regulator of the flow of the working fluid and a hydraulic motor connected to it, a safety valve, a tank of working fluid and an AC generator current, while the suction pipe of the hydraulic pump is connected to the tank of the working fluid, and the discharge pipe is connected to the safety valve and the regulator of the flow of the working fluid, in addition, the pressure regulators are made with heating cavities in the gas throttling zone, which through drains from the safety valve and DF hydraulic motors are connected to the working fluid tank, and the alternating current generator is connected to current consumers through a rectifier and a voltage regulator.

Детандер газорозподільної станції може бути виконаний у вигляді вихрової турбіни.The expander of the gas distribution station can be made in the form of a vortex turbine.

Детандер газорозподільної станції може бути виконаний у вигляді пневматичної машини об'ємного типу. «The expander of the gas distribution station can be made in the form of a volumetric type pneumatic machine. "

За рахунок приєднання другого вузла редукування після детандера можливе регулювання тиску газу у - вихідному магістральному трубопроводі в залежності від витрати газу споживачем. 50 Навантажувальний пристрій, який складається з гідравлічного насоса, регулятора витрати робочої рідини, с гідромотора, бака робочої рідини і генератора змінного струму, дозволяє одержати електроенергію, що з» передається через випрямляч і регулятор напруги споживачеві струму із заданими параметрами (напругою) у широкому діапазоні обертів детандера.Due to the connection of the second reduction unit after the expander, it is possible to adjust the gas pressure in - the output main pipeline depending on the consumption of gas by the consumer. 50 The loading device, which consists of a hydraulic pump, a regulator of the flow of working fluid, a hydraulic motor, a tank of working fluid and an alternating current generator, allows you to receive electricity, which is transmitted through a rectifier and a voltage regulator to a current consumer with specified parameters (voltage) in a wide range revolutions of the expander.

Запобіжний клапан, який підтримує тиск після гідравлічного насоса постійним, дозволяє підтримувати постійним і обертаючий момент гідромотора, що робить можливим використання недорогих гідромоторів. о Для запобігання відкладень усередині регуляторів тиску не потрібно спеціального підігріву газу перед оз ними, тому що деталі дроселів регуляторів тиску обігріваються нагрітою гідравлічним насосом робочою рідиною, що стало можливим за рахунок з'єднання нагнітального патрубка гідравлічного насоса з запобіжним клапаном і ді регулятором витрати робочої рідини, а усмоктувального - з баком робочої рідини, який через зливники з сл 20 запобіжного клапана і гідромотора сполучений з обігрівальними порожнинами, виконаними в регуляторах тиску в зоні дроселювання газу.The safety valve, which keeps the pressure after the hydraulic pump constant, allows you to keep the torque of the hydraulic motor constant, which makes it possible to use inexpensive hydraulic motors. o In order to prevent deposits inside the pressure regulators, special heating of the gas in front of them is not required, because the parts of the throttles of the pressure regulators are heated by the working fluid heated by the hydraulic pump, which became possible due to the connection of the discharge nozzle of the hydraulic pump with the safety valve and the regulator of the flow of the working fluid , and the suction one - with the tank of the working fluid, which is connected to the heating cavities made in the pressure regulators in the gas throttling zone through drains from the 20th safety valve and the hydraulic motor.

Вихрова турбіна і пневматична машина об'ємного типу, що можуть бути застосовані як детандер, мають високий обертаючий момент при порівняно малій частоті обертання, що підвищує надійність. Крім того, вихрові турбіни порівняно недорогі, що підвищує економічність газорозподільної станції.A vortex turbine and a volumetric type pneumatic machine, which can be used as an expander, have a high torque at a relatively low rotation frequency, which increases reliability. In addition, vortex turbines are relatively inexpensive, which increases the efficiency of the gas distribution station.

Со» На Фіг. зображена пневмогідроелектрична схема запропонованої газорозподільної станції.So" in Fig. the pneumohydroelectric scheme of the proposed gas distribution station is shown.

Газорозподільна станція включає магістральні трубопроводи високого 1 і низького 2 тиску, перший вузол редукування, який містить пілотний клапан 3, буферну ємність 4 і регулятор тиску 5 з порожнинами обігріву 6.The gas distribution station includes main pipelines of high 1 and low 2 pressure, the first reduction unit, which contains a pilot valve 3, a buffer tank 4 and a pressure regulator 5 with heating cavities 6.

Вихід регулятора тиску 5 з'єднаний із вхідним патрубком детандера 7. Вихід детандера 7 з'єднаний із входом другого вузла редукування, конструктивно аналогічного першому, регулятор тиску 8 якого також має порожнини 60 обігріву 9. Вал турбіни детандера 7 проходить через блок ущільнень 10 і з'єднується з валом гідравлічного насоса 11, всмоктувальна порожнина якого з'єднана з баком 12, наповненим робочою рідиною, а нагнітальна - із запобіжним клапаном 13 і регулятором витрати 14 робочої рідини. Регулятор витрати 14 з'єднаний з гідромотором 15, зливник робочої рідини з якого, як і зливник з запобіжного клапана 13, з'єднаний з порожнинами обігріву 6 і 9 регуляторів тиску 5 і 8, звідки робоча рідина зливається в бак 12. Гідромотор 15 бо з'єднаний з генератором 16, що живить випрямляч 17 і регулятор напруги 18. З останнім з'єднані споживачі струму: акумуляторна батарея 19, система електрохімзахисту 20, система охоронної сигналізації 21, система освітлювання 22, система одоризації 23, система зв'язку і передачі даних 24, перетворювач постійного струму в змінний 25.The output of the pressure regulator 5 is connected to the inlet of the expander 7. The output of the expander 7 is connected to the input of the second reduction unit, structurally similar to the first, the pressure regulator 8 of which also has cavities 60 for heating 9. The turbine shaft of the expander 7 passes through the block of seals 10 and is connected to the shaft of the hydraulic pump 11, the suction cavity of which is connected to the tank 12 filled with the working fluid, and the discharge cavity is connected to the safety valve 13 and the flow regulator 14 of the working fluid. The flow regulator 14 is connected to the hydraulic motor 15, the drain of the working fluid from which, like the drain from the safety valve 13, is connected to the heating cavities 6 and 9 of the pressure regulators 5 and 8, from where the working fluid is drained into the tank 12. The hydraulic motor 15 bo connected to the generator 16, which powers the rectifier 17 and the voltage regulator 18. Current consumers are connected to the latter: battery 19, electrochemical protection system 20, security alarm system 21, lighting system 22, odorization system 23, communication system and data transmission 24, DC to AC converter 25.

Газорозподільна станція працює таким чином.The gas distribution station works as follows.

Газ із магістрального трубопроводу високого тиску 1 надходить у регулятор тиску 5, управляюча порожнина якого з'єднана з магістральним трубопроводом високого тиску 1 через пілотний клапан З і буферну ємність 4, а вихідна - із вхідним патрубком детандера 7. Регулятор тиску 5 підтримує тиск перед детандером 7 постійним.Gas from the main high-pressure pipeline 1 enters the pressure regulator 5, the control cavity of which is connected to the main high-pressure pipeline 1 through the pilot valve C and the buffer tank 4, and the outlet - to the inlet pipe of the expander 7. The pressure regulator 5 maintains the pressure in front of the expander 7 permanent.

Тиск газу після детандера 7 залежить від витрати газу споживачем, і перед подачею газу споживачеві його 7/0 пропускають через регулятор тиску 8. Тому що витрата газу через детандер 7 і перепад тисків на ньому змінні, то і частота обертання перемінна. Відповідно, подача гідравлічного насоса 11 на номіналі повинна бути більше необхідної для номінальної частоти обертання гідромотора 15 і генератора 16. Тому гідравлічний насос 11 піднімає тиск до тиску настроювання запобіжного клапана 13, і зайва робоча рідина, нагріта при роботі гідравлічного насоса 11, зливається через порожнини обігріву 6 і 9 регуляторів тиску 5 і 8. Регулятор витрати 7/5 14 підтримує витрату робочої рідини і частоту обертання гідромотора 15 і генератора 16. Якщо останній автотракторного типу, то випрямляч 17 і регулятор напруги 18 з'єднані з ним в один агрегат, що забезпечує зарядку акумуляторної батареї 19 і живлення споживачів струму: системи електрохімзахисту 20, системи охоронної сигналізації 21, системи освітлювання 22, системи одоризації 23, системи зв'язку і передачі даних 24, перетворювача постійного струму в змінний 25. При зниженні споживання газу частота обертання вала 2о детандера 7 зменшується - зменшується також подача гідравлічного насоса 11, але регулятор витрати 14 підтримує подачу робочої рідини гідромоторові 15 і зберігає його частоту обертання, при цьому зменшується витрата робочої рідини через запобіжний клапан 13. Коли подача гідравлічного насоса 11 упаде нижче настроювання регулятора витрати 14, частота обертання гідромотора 15 і генератора 16 понизяться, однак генератори автотракторного типу допускають 5...6-ти кратне зменшення частоти обертання від номіналу без об Зниження напруги на клемах після регулятора напруги 18. Блок ущільнень 10 запобігає прориву газу по валу детандера 7. -The gas pressure after the expander 7 depends on the consumption of gas by the consumer, and before supplying gas to the consumer, it 7/0 is passed through the pressure regulator 8. Because the gas consumption through the expander 7 and the pressure drop across it are variable, the rotation frequency is also variable. Accordingly, the supply of the hydraulic pump 11 at the nominal should be more than necessary for the nominal frequency of rotation of the hydraulic motor 15 and the generator 16. Therefore, the hydraulic pump 11 raises the pressure to the setting pressure of the safety valve 13, and the excess working fluid heated during the operation of the hydraulic pump 11 is drained through the cavities of heating 6 and 9 of pressure regulators 5 and 8. The flow regulator 7/5 14 supports the flow rate of the working fluid and the frequency of rotation of the hydraulic motor 15 and the generator 16. If the latter is of the tractor type, then the rectifier 17 and the voltage regulator 18 are connected to it in one unit, which provides charging of the battery 19 and the power of current consumers: electrochemical protection systems 20, security alarm systems 21, lighting systems 22, odorization systems 23, communication and data transmission systems 24, DC to AC converter 25. When reducing gas consumption, the rotation frequency the shaft 2o of the expander 7 decreases - the supply of the hydraulic pump 11 also decreases, but reg the flow regulator 14 supports the supply of working fluid to the hydraulic motor 15 and maintains its rotation frequency, while the flow of the working fluid through the safety valve 13 is reduced. When the supply of the hydraulic pump 11 falls below the adjustment of the flow regulator 14, the rotation frequency of the hydraulic motor 15 and the generator 16 will decrease, but the generators of the auto tractor type allow a 5...6-fold decrease in the rotation frequency from the nominal without the reduction of voltage at the terminals after the voltage regulator 18. The seal block 10 prevents gas breakthrough along the expander shaft 7. -

Таким чином, схема не вимагає спеціальної недешевої АСУ, баластових реостатів. Усі електроагрегати винесені за межі вибухонебезпечних зон. Деталі дроселів регуляторів тиску 5 і 8 підігріваються робочою рідиною, подача якої змінюється пропорційно зміні витрати газу. Наявність акумуляторної батареї 19 забезпечує ю зо роботу споживачів струму при дуже малих витратах і без витрати і азу через ГРС - в аварійних ситуаціях. сThus, the scheme does not require a special expensive control system, ballast rheostats. All electrical units have been moved outside the explosive zones. Throttle parts of pressure regulators 5 and 8 are heated by the working fluid, the supply of which changes in proportion to the change in gas flow. The presence of a battery 19 ensures the operation of current consumers at very low consumption and without consumption and aza through the GRS - in emergency situations. with

Claims

The formula of the invention and. 35 1. A gas distribution station containing main high and low pressure pipelines, the first and second reduction units with pressure regulators, an expander with an output shaft and a loading device, which is distinguished by the fact that the entrance of the second reduction unit is connected to the outlet of the expander, and outlet - "with a low-pressure main pipeline, the loading device contains a hydraulic pump, the shaft of which is connected to the output shaft of the expander, a regulator of the flow of the working fluid and a hydraulic motor connected to it, o, a safety valve, a tank of the working fluid and an alternating current generator, while the suction pipe of the hydraulic pump is connected to the tank of the working liquid, and the discharge pipe is connected to the safety valve and the regulator of the flow of the working liquid, in addition, the pressure regulators are made with heating cavities in the gas throttling zone, which through the drains from the safety valve and the hydraulic motor with are connected to the tank of the working fluid, and the alternating current generator through the rectifier and reg voltage ulator is connected to current consumers.

2. Gas distribution station according to claim 1, which differs in that the expander is made in the form of a vortex turbine. co

3. The gas distribution station according to claim 1, which differs in that the expander is made in the form of a pneumatic machine of a volumetric type. (95) name) Article 70 Su; 60 b5