Газотурбінна установка для компресорної станції магістрального газопроводу

Газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопрово Изобретение относится к области газотурбостроения, в частности, к устройству газотурбинных установок (ГТУ), работающих на газовом топливе и входящих в состав газоперекачивающих агрегатов (ГПА) компрессорных станций (КС) магистральных газопроводов. Известны ГТУ для КС магистрального газопровода [1], содержащие компрессор, воздухоподогреватель, камеру сгорания, турбину, турбодетандер, нагнетатель, газопровод высокого давления и газопровод низкого давления. При запуске указанной установки топливный газ из газопровода под давлением подается в турбодетандер. раскручивает его да, содержащая последовательно установленные по ходу рабочего тела компрессор, камеру сгорания и турбину, турбодетандер, соединенный с ротором компрессора, нагнетатель, соединенный с ротором турбины, газопровод низкого давления и газопровод высокого давления, соединенные соответственно с входом и выходом нагнетателя, и аккумулирующую емкость, соединенную трубопроводами с газопроводами высокого давления и камерой сгорания, о т л и ч а ю щ а яся тем, что она снабжена подкачивающим компрессором, вход которого подключен к газопроводу высокого давления, к аккумулирующей емкости, камере сгорания и входу в трубодетандер, причем выход трубодетандера соединен с газопроводом низкого давления, а аккумулирующая емкость соединена трубопроводом с входом трубодетандера. и выбрасывается в атмосферу. При этом теряется большое количество топливного газа и загрязняется окружающая среда. Кроме того, при остановках ГТУ газ, находящийся в соединительных трубопроводах ГТУ И ГПА, также выбрасывается в атмосферу. Известной также является газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопровода [2] содержащая последовательно установленные по ходу рабочего тела компрессор, камеру сгорания и турбину, турбодетандер, соединенный с ротором компрессора, нагнетатель, соединенный с ротором турбины, газопровод низкого давления и газопровод высокого давления, соединенные соответст С > о о 00 ел о 6985 венно с входом и выходом нагнетателя, и кость, что снижает потери топливного газа аккумулирующую емкость, соединенную Кроме этого, благодаря тому, что вход и вытрубопроводами с газопроводом высокого ход подкачивающего компрессора соединедавления и камерой сгорания. ны трубопроводами с аккумулирующей Указанная установка позволяет повы- 5 емкостью, камерой сгорания и входом турсить экономичность при запуске за счет бодетандера, обеспечивается практически уменьшения выброса природного газа из полное откачивание газа из аккумулируютурбодетандера в атмосферу. щей емкости и использование его в камере Однако и такая ГТУ не обеспечивает несгорания или турбодетандере. Все это, а такобходимого уровня экономичности и защи- 10 же соединение выхода турбодетандера с гаты окружающей атмосферы, так как при зопроводом низкого давления, позволяет остановках ГТУ газ, находящийся в соединивыпускать газ из турбодетандера не в атмостельных трубопроводах ГТУ и части газопроферу, а в газопровод низкого давления. Кровода высокого давления от выхода ме этого, соединение аккумулирующей нагнетателя до задвижки, выбрасывается в 15 емкости непосредственно с входом турбодеатмосферу или дожигается в атмосфере, затандера позволяет использовать накоплегрязняя окружающую среду ний в аккумулирующей емкости газ для раскручивания турбодетандера без примеВ основу изобретения поставлена заданения подкачивающего компрессора (за ча создать газотурбинную установку для компрессорной станции магистрального га- 20 счет перепада давлений в аккумулирующей емкости и газопроводе низкого давления). зопровода, в которой путем усовершенствования топливной системы обеспечивалось Техническая сущность и принцип дейстбы полное использование газа, накопленновия заявляемого устройства поясняются го в аккумулирующей емкости при пуске и чертежом, на котором представлена общая остановке ГТУ, благодаря чему повысилась 25 схема газотурбинной установки для компбы экономичность установки и уменьшилось рессорной станции магистрального газобы загрязнение окружающей среды. провода. Задача решена тем, что газотурбинная Газотурбинная установка для компустановка для компрессорной станции магирессорной станции магистрального газострального газопровода, содержащая по- 30 провода содержит последовательно следовательно установленные по ходу установленные по ходу рабочего тела компрабочего тепа компрессор, камеру сгорания рессор 1, камеру сгорания 2, турбину 3, тури турбину, турбодетандер, соединенный с бодетандер 4, соединенный с ротором ротором компрессора, нагнетатель, соедикомпрессора t, нагнетатель 5, соединенный ненный с ротором турбины, газопровод низ- 35 с ротором турбины 3, газопровод низкого кого давления и газопровод высокого давления б и газопровод высокого давления давления, соединенные соответственно с 7, соединенные соответственно с входом и входом и выходом нагнетателя и аккумуливыходом нагнетателя 5, аккумулирующую рующую емкость, соединенную трубопровоемкость 8, соединенную с газопроводом выдами с газопроводом высокого давления и 40 сокого давления 7 и входом турбодетандера камерой сгорания, согласно изобретению 4 при помощи трубопроводов 9 и 10 с регудополнительно содержит подкачивающий лируемыми клапанами 11, 12 и 13, подкачикомпрессор, вход которого подключен к гавающий компрессор 14, вход которого зопроводу высокого давления, к аккумулирусоединен с газопроводом высокого давлеющей емкорти, камере сгорания и входу в 45 ния 7 при помощи трубопровода 15 с регулитурбодетандер, причем выход турбодетанруемым клапаном 16. Вход подкачивающего дера соединен с газопроводом низкого давкомпрессора 14 соединен также с аккумулиления, и аккумулирующая емкость рующей емкостью 8 при помощи трубопросоединена трубопроводом с входом турбовода 17 с регулируемым клапаном 18, а детандера. 50 также соединен с камерой сгорания 2 и входом турбодетандера 4 при помощи трубопПредлагаемое техническое решение по роводов 19, 20, 21, 22 и 10 с регулируемыми сравнению с аналогами и прототипом клапанами 23, 24 и 13. Выход подкачиваюобеспечивает повышение экономичности щего компрессора 14 соединен с аккумулиустановки и уменьшение загрязнения окружающей среды за счет того, что при остановке 55 рующей емкостью 8, камерой сгорания 2 и входом турбодетандера 4 при помощи труГТУ дополнительно введенный подкачиваюбопроводов 25, 26, 20, 21 с регулируемыми щий компрессор позволяет практически клапанами 27, 28, 29 24 и 13 полностью откачать топливный газ из соединительных трубопроводов и отключаемой Выход турбодетандера 4 соединен с гачасти газопровода в аккумулирующую емзопроводом низкого давления 6 при помощи 6985 магистрали 30 с регулируемым клапаном 31. Для выброса газа в аварийных ситуациях и магистрали 30 подключена выходная магистраль 32 с задвижкой 38, а к газопроводу высокого давления 7 подключена выходная магистраль 34 с задвижкой 35. Для отключения газотурбинной установки с нагнетателем 4 от магистрального газопровода, на газопроводе низкого давления 7 установлены соответственно задвижки 36 и 37. Установка работает следующим образом. В начальный период запуска ГТУ открывают задвижки 36 и 37 и регулируемые клапаны 11, 31 и 13, в результате чего газ из аккумулирующей емкости 8 поступает на турбодетандер 4, где расширяется, совершая работу в компрессоре 1 и выходит по магистрали 30 в газопровод низкого давления 6. После запуска установки клапаны 11,13 и 31 закрывают В процессе работы установки можно использовать газ, находящийся в аккумулирующей емкости 8, для его сжигания в камере сгорания 2 Для этого открыва 5 10 15 20 25 ются клапаны 28, 29 и 24 и газ подается из аккумулирующей емкости 8 в камеру сгорания 2. Когда давление газа в аккумулирующей емкости станет равным давлению в камере сгорания, закрывается клапан 28 и открываются клапаны 18 и 27, а также включается подкачивающий компрессор 14. который откачивает о с т а в ш и й с я газ из аккумулирующей емкости 8 и подает его в камеру сгорания 2. При остановке ГТУ закрываются все клапаны и задвижки, а затем открываются клапаны 12 и 11 и открываются клапаны 16, 27, 28 и 23, а также включается подкачивающий компрессор 14, который откачивает оставшийся газ из отключаемого участка газопровода высокого давления 7 и трубопроводов 17, 19, 20, 21, 26, 10 в аккумулирующую емкость 8. Повышение экономичности ГТУ достигается за счет практически полного исключения выброса природного газа в атмосферу при запуске и остановке ГТУ Одновременно исключается загрязнение окружающей атмосферы. 6985 Упорядник А.Марченко Замовлення 4509 Техред М.Моргентал Коректор О.Густи Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101