Спосіб регулювання температури газу в системі охолодження газу компресорної станції магістрального газопроводу

1. Спосіб регулювання температури газу в системі охолодження газу компресорної станції магістрального газопроводу, що включає визначення температури газу на виході системи повітряного охолодження газу компресорної станції або на виході апаратів повітряного охолодження газу, порівняння її із заданими граничними значеннями, при невідповідності граничним значенням передають керуючі сигнали до виконавчих механізмів для зміни температури газу на виході системи повітряного охолодження газу, а при значеннях, які знаходяться в межах граничних, режим роботи системи повітряного охолодження газу не змінюють, після чого протягом встановленого інтервалу часу не проводять порівняння температури газу, який відрізняє ться тим, що попередньо всі вентилятори через виконавчі механізми вмикають одночасно C2 2 77782 1 3 77782 4 ня вентиляторів секцій апаратів повітряного охочення температури газу на виході системи повітлодження, при цьому вмикання або вимикання ряного охолодження газу компресорної станції або секцій апаратів повітряного охолодження виконуна виході апаратів повітряного охолодження газу, ють в порядку зростання їх номерів. [А.С. СРСР порівняння її із заданими граничними значеннями, №1838813, кл. G05D23/19, 1993, БВ №32]. при невідповідності граничним значенням передаДаний спосіб заснований на включенні та відють керуючі сигнали до виконавчих механізмів для ключенні вентиляторів в залежності від порівняння зміни температури газу на виході системи повітрятемператури на виході апаратів повітряного охоного охолодження газу, а при значеннях, які зналодження із заданою температурою, що призвоходяться в межах граничних - режим роботи сисдить до зниження ресурсу приводів та вентилятотеми повітряного охолодження газу не змінюють, рів апаратів повітряного охолодження і не після чого протягом встановленого інтервалу часу дозволяє плавно регулювати підвищення або знине проводять порівняння температури газу, згідно ження температури газового потоку, крім того навинаходу попередньо всі вентилятори через викоявність пускових токів при вмиканні в роботу винавчі механізми вмикають одночасно на встановключеного вентилятора призводить до лене число обертів менше за номінальне, в якості додаткового споживання електроенергії. виконавчих механізмів використовують перетвоВідомий спосіб контролю і регулювання темрювачі частоти, характеристика зміни вихідних ператури газу в системі повітряного охолодження, параметрів яких описується формулою U/f2=const, реалізований у пристрої для регулювання темпепідключені до приводів вентиляторів з асинхронратури, який включає визначення температури ним електродвигуном, а зміну температури газу газу на виході апаратів повітряного охолодження забезпечують збільшенням або зменшенням обедо складу яких входять вентилятори, порівняння ртів одного або декількох вентиляторів в діапазоні цієї температури із заданим верхнім і нижнім гравід нуля до номінального значення. ничними значеннями причому, якщо температура Поставлена задача досягається також тим, що газу на виході апаратів повітряного охолодження перетворювач частоти підключають до приводу знаходиться між заданими граничними значеннякожного вентилятора апарату повітряного охоломи, то не здійснюють вмикання чи вимикання вендження газу, а збільшення або зменшення обертів тиляторів апарата повітряного охолодження, якщо вентилятора здійснюють на зазначену величину температура на виході апаратів повітряного охопослідовно серед усіх вентиляторів. лодження вище заданого граничного значення, Поставлена задача досягається також тим, що вмикають додатково вентилятори одного апарату перетворювач частоти підключають до приводів повітряного охолодження, якщо температура газу групи вентиляторів апарату повітряного охолона виході апаратів повітряного охолодження нижче дження, а збільшення або зменшення обертів вензаданого нижнього граничного значення, то вимитиляторів здійснюють одночасно в усій гр упі на кають вентилятори одного апарату повітряного зазначену величину і послідовно серед апаратів охолодження, і протягом встановленого інтервалу повітряного охолодження газу. часу - часу закінчення перехідних процесів після Поставлена задача досягається також тим, що вмикання чи вимикання вентиляторів забороняють перетворювач частоти підключають до приводів порівняння температури газу на виході апаратів усі х вентиляторів апаратів повітряного охолоповітряного охолодження з заданими граничними дження газу компресорної станції, а збільшення значеннями. [А.С. СРСР №1798771, кл. 05D23/19, або зменшення обертів вентиляторів здійснюють 1993, БВ №8] одночасно на зазначену величину. Даний спосіб контролю і регулювання темпеЗміна режиму роботи вентиляторів, яка забезратури в системі повітряного охолодження, як і печується використанням перетворювачів частоти попередній, заснований на включенні та відклюпри роботі вентиляторів, дозволяє поступово змеченні вентиляторів апаратів повітряного охолоншувати або збільшувати число обертів вентилядження в залежності від порівняння температури тора від нуля до номінального значення, що, у на виході апаратів із заданою температурою присвою чергу, забезпечує плавне регулювання темзводить до зниження ресурсу приводів та вентиляператури газу на виході системи охолодження газу торів і не дозволяє плавно регулювати підвищення магістрального газопроводу. або зниження температури газового потоку, крім Одночасне вмикання всіх вентиляторів через того, наявність пускових токів при вмиканні в робоперетворювачі частоти дозволяє встановлювати ту виключеного вентилятора призводить до додатоберти вентилятора від нуля до номінальних, що кового споживання електроенергії. фактично відповідає відключенню та включенню В основу винаходу поставлено задачу створивентилятора, але усуває наявність пускових токів, ти спосіб регулювання системи охолодження газу які виникають при кожному окремому включенні на компресорних станціях магістральних газопрокожного вентилятора для регулювання температуводів, в якому шляхом зміни режиму роботи венри газу, що призводить до зменшення споживання тиляторів компресорної станції забезпечити плавелектроенергії за рахунок відсутності пускових не регулювання температури газового потоку, токів і підвищенню ресурсу вентиляторів. підвищення ресурсу вентиляторів та їх приводів, а Використання перетворювачів частоти, характакож зниження споживання електроенергії. теристика зміни вихідних параметрів яких описуПоставлена задача вирішується тим, що у віється формулою домому способі регулювання температури газу в U/f2=const, системі охолодження газу компресорної станції де U - напруга, f - частота, при підключені їх до магістрального газопроводу, що включає визнаприводів вентиляторів з асинхронним електродви 5 77782 6 гуном забезпечують співвідношення: ральний газопровід, повинна бути в межах задаQ1/Qi=n1 /nі них граничних значень. Апарати повітряного де: - Q1 - подача повітря при номінальних обеохолодження газу, через які проходить стиснутий ртах вентилятора; газ для підтримання його температури в заданих Qi - подача повітря при регулюванні обертів параметрах, складаються з радіатора та одного вентилятора; або декількох вентиляторів з асинхронним елект- n1 - частота обертів при номінальних обертах родвигуном до приводу якого підключені перетвовентилятора; рювачі частоти. На початку роботи всі вентилято- nі - частота обертів при регулюванні вентиляри одночасно вмикають через перетворювачі тора. частоти, які можуть бути підключені до приводу Корисна потужність вентилятора пропорційна кожного вентилятора апарату повітряного охолокубу частоти обертання: дження газу, або один перетворювач частоти моРкор1/Ркорі=(n1/nі)3 же бути підключений до групи вентиляторів апараде: - Ркор1 - корисна потужність вентилятора ту повітряного охолодження, і встановлюють при номінальних обертах; оберти вентиляторів нижче від номінальних беру- Ркорі - корисна потужність вентилятора при чи до уваги температуру навколишнього середорегулюванні обертів; вища і технологічні параметри температури газу. - n1 - частота обертів при номінальних обертах Після чого визначають температуру газу на виході вентилятора; системи повітряного охолодження газу, або на - nі - частота обертів при регулюванні вентилявиході апаратів повітряного омолодження газу і тора. порівнюють її із заданими технологічними парамеЯкщо подача повітря регулюється за допомотрами температури, вона має бути не нижча за гою зміни частоти обертів вентилятора, то ККД нижнє значення технологічної температури і не вентилятора на всьому діапазоні регулювання вище за верхнє значення технологічної темперазалишається постійним. Зважаючи на те, що коритури. Якщо визначена температура нижча за нижсна потужність вентилятора пропорційна кубу часнє значення технологічної температури, то за дототи обертання, а ККД його незмінний, то потужпомогою перетворювача частоти знижують оберти ність споживання вентилятора пропорційна кубу одного вентилятора на визначену величину, або частоти обертів вентилятора: одразу групи вентиляторів, які підключені до одноРсп1/Рспі=(n1 /nі)3 , а Рспі=Рсп1(nі)3/n13 го перетворювача частоти. Через визначений час, де: - Рсп1 - потужність споживання вентилятора установлений регламентом обслуговування для при номінальних обертах; системи охолодження газу окремої компресорної - Рспі - потужність споживання вентилятора при станції, проводять наступне визначення темперарегулюванні обертів; тури і порівняння визначеної температур у газу на - n1 - частота обертів при номінальних обертах виході системи повітряного охолодження газу або вентилятора; на виході апаратів повітряного охолодження газу із - nі - частота обертів при регулюванні вентилязаданими технологічними параметрами температора. тури. Якщо визначена температура нижче заданоТаким чином при зменшенні обертів вентиляго значення, то знижують на визначену величину тора наприклад на 50% від номінальних, подача оберти наступного вентилятора, або наступної повітря вентилятором зменшується також на 50%: групи вентиляторів. Якщо визначена температура Qi=Qн*0,5n1/n1=0,5Qн , забезпечує задані параметри, то режим роботи а розрахункова потужність споживання зменсистеми охолодження газу не змінюють, а провошується відповідно до формули : дять через визначений час наступне визначення і Рспі=Рсп1(0,5n1)3 /n13=0,125Рсп1 порівняння визначеної температури газу на виході На підставі експериментальних даних, які насистеми повітряного охолодження газу або на виведені в таблиці, виявлено, що зменшення обертів ході апаратів повітряного охолодження газу із завентилятора в 2 рази зменшує споживання електданими технологічними параметрами температуроенергії в 7 разів, а ефективність охолодження ри. Якщо визначена температура більша за падає лише на 30%. значення технологічної температури, то за допомогою перетворювача частоти підвищують оберти Таблиця одного вентилятора на визначену величину, або одразу групи вентиляторів, які підключені до одноНомінальне Приклади регу люв ання го перетворювача частоти. Через визначений час значення 1 2 3 4 проводять наступне визначення і порівняння виf, гц 50 40 30 25 15 U, в 380 243 136,8 95 34,2 значеної температури газу на виході системи повіn, об./хв. 220 176 132 110 66 тряного охолодження газу або на виході апаратів 3 Q, м /c 122,6 100 75 65 33 повітряного охолодження газу із заданими техноΡ, кВт 35 18,8 8,4 4,95 1,52 логічними параметрами температури. Якщо виt° i/t° 1, ефектив ність охо1 0,9 0,82 0,7 0,3 лодж ення значена температура більша заданого значення, то підвищують на визначену величину оберти наСпосіб, що пропонується, реалізується настуступного вентилятора, або наступної групи вентипним чином. ляторів. Для забезпечення необхідного технологічного Приклади реалізації способу. режиму роботи магістрального газопроводу тем1. Всі вентилятори апаратів повітряного охопература стиснутого газу, який подається в магістлодження газу включають за допомогою перетво 7 77782 8 рювачів частоти і встановлюють на нульові оберти, причому до одного перетворювача частоти ти, причому до одного перетворювача частоти підключені приводи групи вентиляторів. Визначапідключений один привід вентилятора. Визначають температуру на ви ході системи повітряного ють температур у на виході апаратів повітряного охолодження газу, після чого порівнюють її із заохолодження газу, після чого порівнюють її із заданим значенням. Якщо на виході системи повітданим значенням. Якщо на виході апарата повітряного охолодження газу визначена температура ряного охолодження газу визначена температура вища за задану, то піднімають оберти групи венвища за задану,, то піднімають оберти першого тиляторів на 20% обертів від номінальних, через 2 вентилятора цього апарату до 50% обертів від хвилини визначають температуру на виході сисномінальних, через 3 хвилини визначають темпетеми повітряного охолодження газу, після чого ратур у на виході апаратів повітряного охолодженпорівнюють її із заданим значенням. Якщо визнаня газу, після чого порівнюють її із заданим значена температура не відповідає заданому значенченням. Якщо визначена температура не ню, то піднімають оберти наступної групи вентилявідповідає заданому значенню, то піднімають обеторів на 20% від номінальних Якщо, при включенні рти наступного вентилятора цього апарату до 50% всіх гр уп вентиляторів на оберти 20% від номінавід номінальних. Якщо, при включенні всіх вентильних, визначена температура не відповідає задаляторів апарату повітряного охолодження на обеній, то починають послідовно підіймати оберти рти 50% від номінальних, визначена температура груп вентиляторів на 10% від номінальних, до доне відповідає заданій, то починають послідовно сягнення заданої температури. Коли температура підіймати оберти вентиляторів на 5% від номінагазу на виході системи повітряного охолодження льних, до досягнення заданої температури. Коли газу встановлюється нижче заданої, змінюють ретемпература газу на виході апарату повітряного жим роботи вентиляторів в зворотному порядку: охолодження газу встановлюється нижче заданої, послідовно знижують оберти групи вентиляторів змінюють режим роботи вентиляторів в зворотнона 10% від номінальних до досягнення заданої му порядку: спочатку послідовно знижують оберти температури. вентиляторів апарату до 50% від номінальних, а 4. Всі вентилятори апаратів повітряного оходалі послідовно оберти вентиляторів знижують до лодження газу включають за допомогою перетвонульового значення. рювача частоти і встановлюють на нульові оберти, 2. Всі вентилятори апаратів повітряного охопричому до одного перетворювача частоти підлодження газу включають за допомогою перетвоключені приводи всіх вентиляторів. Визначають рювачів частоти і встановлюють на нульові обертемпературу на виході системи повітряного охоти, при чому до одного перетворювача частоти лодження газу, після чого порівнюють її із заданим підключені приводи групи вентиляторів одного значенням. Якщо на виході системи повітряного апарату повітряного охолодження газу. Визначаохолодження газу визначена температура вища за ють температур у на виході апаратів повітряного задану, то піднімають оберти всіх вентиляторів на охолодження газу, після чого порівнюють її із за5% обертів від номінальних, через 1 хвилину виданим значенням. Якщо на виході апарату повітзначають температуру на ви ході системи повітряряного охолодження газу визначена температура ного охолодження газу, після чого порівнюють її із вища за задану, то піднімають оберти вентилятозаданим значенням. Якщо визначена температура рів цього апарату до 20% обертів від номінальних, не відповідає заданому значенню, то піднімають через 2 хвилини визначають температуру на виоберти всіх вентиляторів на 5% від номінальних ході апаратів повітряного охолодження газу, після через визначений час до досягнення визначеної чого порівнюють її із заданим значенням. Якщо температури на виході заданому значенню. Коли визначена температура не відповідає заданому температура газу на виході системи повітряного значенню, то піднімають оберти групи вентилятоохолодження газу встановлюється нижче заданої, рів на 3% від номінальних, до досягнення заданої змінюють режим роботи вентиляторів в зворотнотемператури. Коли температура газу на ви ході му порядку: послідовно знижують оберти вентиляапарату повітряного охолодження газу встановлюторів на 5% від номінальних до досягнення задається нижче заданої, змінюють режим роботи венної температури. тиляторів в зворотному порядку: спочатку знижуЗаявлений спосіб пройшов експериментальні ють оберти вентиляторів апарату до 20% від випробування, які підтвердили технічну можлиномінальних, а далі знижують до нульового знавість та економічну ефективність запропонованого чення. способу. Цей спосіб може бути впроваджений, як 3. Всі вентилятори апаратів повітряного охона нових компресорних станціях, так і нині працюлодження газу включають за допомогою перетвоючих компресорних станціях магістральних газорювачів частоти і встановлюють на нульові оберпроводів. Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601