Енергоустановка для катодного захисту газотрубопроводів

1 Енергоустановка для катодного захисту газотрубопроводів від корозії, що містить турбіну з сопловим апаратом і робочим колесом, яка обертає електрогенератор з вмонтованим випрямлячем, позитивний полюс якого з'єднаний з металевим заземленням (анодне заземлення), а негативний полюс з'єднаний з газотрубопроводом, який підлягає захисту, яка відрізняється тим, що високообертова турбіна, з'єднана з електрогене ратором через редуктор частоти обертання, утворює модуль, розміщений в корпусі з газопровідної труби з осьовими входом і виходом газу, при цьому корпус установки вмонтований в байпасний трубопровід паралельно газотрубопроводу, який підлягає захисту 2 Енергоустановка за п 1, яка відрізняється тим, що високообертова турбіна, з'єднана з електрогенератором через редуктор частоти обертання, утворює модуль, розміщений в корпусі із газопровідної труби з осьовими входом і виходом газу, при цьому корпус установки вмонтований безпосередньо в газопровід, який підлягає захисту, а навкруг турбіни по колу шарнірно закріплені в середині корпусу підпружені стулки, що утворюють регульовану кільцеву щілину для протоку частини газу Винахід відноситься до газової промисловості, а саме, до катодного захисту газотрубопроводів від корозії Найбільше розповсюдження для катодного захисту газопроводів знайшли СІТЬОВІ катодні станції, які отримують енергоживлення від електромережі ВІДОМІ також катодні станції, які використовують енергію вітру, кінетичну або теплову енергію транспортованого по газотрубопроводу продукту, катодні станції з двигунами внутрішнього згорання (В Г Котик "Катодная защита магистральных трубопроводов", изд "Недра", Москва, 1964г) Більш близька до винаходу утилізаційна турбодетандерна установка для отримання електроенергії, що описана в патенті Російської Федерації № 2047059, кл 6 F 25 В 11/00 і яка була прийнята за прототип Установка утилізує надлишкову енергію газу на газорозподільних станціях (ГРС) за рахунок використання перепаду тиску газу Вона розміщується в трубопроводі, підключеному паралельно вузлу редуціювання ГРС (в байпасному трубопроводі) Установка містить генератор і консольне розміщене на роторі генератора робоче колесо турбіни Корпус генератора виготовлений з газопровідної труби, закритої з торців днищем і криш кою, та розділеного перегородками на три ізольовані порожнини, в середній із яких знаходиться електрогенератор ПІДВІД І ВІДВІД газу ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ патрубками, розміщеними перпендикулярно до осі корпусу турбогенератора До недоліків установки слід віднести застосування низькообертової турбіни, яка має низькі значення коефіцієнту корисної дії та питомої потужності Крім того, ПІДВІД газу на турбіну із зміною напряму газового потоку на 90° пов'язаний з додатковими гідравлічними витратами Задача винаходу - підвищення ефективності роботи установки для зменшення перепаду тиску газу, що використовується на турбіні для забезпечення потрібної потужності електрогенератора, поліпшення умов експлуатації, монтажу та демонтажу, захисту від розкрадання та вандалізму Поставлена задача вирішується тим, що для отримання електроенергії застосовується високообертова турбіна, яка з'єднана з електрогенератором за допомогою редуктора частоти обертання, утворюючи єдиний модуль, розміщений в корпусі із газопровідної труби з осьовими входом і виходом газу, причому корпус установки може включатися як в байпасний трубопровід паралельно основній газовій магістралі, так і безпосередньо в СО Ю СЧ О (О 60253 магістральний трубопровід по ходу переміщення газу (послідовне включення) На фіг 1 зображена схема енергоустановки для катодного захисту газотрубопроводів при підключенні в байпасний трубопровід, на фіг 2 - при розміщенні установки безпосередньо в трубопроводі, який підлягає захисту Установка містить в собі високообертову турбіну 1, яка складається із соплового апарата 2 та робочого колеса 3, редуктор частоти обертання 4 і електрогенератор 5 з вмонтованим випрямлячем, позитивний полюс якого з'єднаний з металевим заземленням (анодне заземлення), а негативний з газотрубопроводом 6, який підлягає захисту Турбіна, редуктор і електрогенератор, що з'єднані між собою, утворюють модуль, який розміщений в корпусі 7 із газопровідної труби При цьому спрощується складання енергоустановки, монтаж та демонтаж и в газовій магістралі, поліпшуються умови експлуатації, підвищується захист від розкрадання та вандалізму В газотрубопровод і 6 установлений дросель 8 В байпасномутрубопроводі 9 установлені ВІДСІЧНІ крани 10 і 11 Установка на фіг 2 має, крім названих конструктивних елементів, шарнірно закріплені навкруги турбіни по колу підпружені стулки 12 і екран (дефлектор) 13 для спрямування потоку газу Енергоустановка при підключенні її в байпасний трубопровід (фіг 1) працює таким чином Частина газу із магістрального трубопроводу 6 надходить в байпасний трубопровід 9 Через ВІДСІчний кран 10 газ надходить до установки, а саме, в сопловий апарат 2 турбіни 1 В турбіні спрацьову Комп'ютерна верстка М Клюкш ється перепад тиску газу, рівний перепаду, що створює дросель 8 Кінетична енергія газу, який виходить із соплового апарата, перетворюється в механічну енергію обертання високообертового робочого колеса 3 турбіни 1 Робоче колесо турбіни через редуктор частоти обертання 4 обертає ротор електрогенератора 5 Вироблена генератором електроенергія через випрямляч, вмонтований в генератор, надходить для катодного захисту газотрубопроводу 6 шляхом під'єднання позитивного полюсу до металевого заземлення (анодне заземлення), а негативного до трубопроводу 6, що підлягає захисту При розміщенні енергоустановки безпосередньо в трубопроводі, який підлягає захисту (фіг 2), поток газу розділяється в установці на дві частини Одна частина газу надходить через проточну частину турбіни (внутрішній потік), а друга - зовні турбіни (ЗОВНІШНІЙ ПОТІК) через кільцеву щілину, що утворюється шарнірне закріпленими підпруженими стулками 12 і корпусом турбіни Обидва потока з'єднуються за турбіною і відводяться в газотрубопровід 6 Внаслідок того, що вихід газу із турбіни відбувається в ЗОВНІШНІЙ ПОТІК, ТО спрацьований в турбіні перепад тиску газу буде рівний різниці між тиском газу перед сопловим апаратом 2 і тиском в зовнішньому потоці газу за підпруженими стулками 12, які виконують функцію дроселя При ЗМІНІ протоку або тиску газу положення стулок змінюється (вони будуть розкриватися або прикриватися), забезпечуючи тим самим практично незмінним спрацьований в турбіні перепад тиску газу Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна