Азотна компресорна станція

Реферат: Азотна компресорна станція містить лінію стискування повітря, багатоступінчастий повітряний компресор з охолоджувачами між ступенями, блок фільтрів, вологовіддільник і охолоджувач, газороздільний модуль, апарат повітряного охолодження та модуль охолодження теплоносія, чилер, бак терморегуляції, ресивер, перепускний клапан. UA 77168 U (12) UA 77168 U UA 77168 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до систем генерування інертного газового середовища на основі азоту для забезпечення технологічних процесів в нафтовидобувній, газовій, нафтопереробній, нафтохімічній промисловості, а також до систем, використовуваних для забезпечення газліфтної добичі рідких копалин, або витіснення конденсату з продуктивного пласта. Відома азотна компресорна станція (RU 2223138, МПК B01D53/22, B01J7/00 дата публікації: 10.02.2004), що містить вхідний нагнітальний блок, до виходу якого через охолоджувальний теплообмінник і блок фільтрації підключений газорозділовий блок з напівпроникною мембраною, вихідний нагнітальний блок підвищення тиску очищеного азоту, приєднаний до надмембранної порожнини газороздільного блока, і систему управління і контролю, що включає датчик забруднення очищеного азоту киснем, при цьому вхідний і вихідний нагнітальні блоки приєднані до загального приводу. Недоліком такої установки є застосування у неї газорозділового блока з напівпроникною мембраною, який не забезпечує високого рівня вмісту азоту після газорозділового блока. Відома азотна компресорна станція (UA3986, МПК F04B41/00.45/00, 15.12.2004, Бюл. №12, 2004.) що містить, лінію стискування повітря, що включає багатоступінчастий повітряний поршневий компресор з проміжними охолоджувачами повітря, вихід четвертого ступеня стискування якого підключено до газороздільного блока, заснованого на технології мембранного розділу газів, з лінією виходу азотної суміші у п'ятий ступінь компресора. Недоліками такої компресорної станції є великі габарити станції, недостатність очищення сировини перед розділенням, що зменшує ресурс станції, застосування у неї газорозділового блока з напівпроникною мембраною, який не забезпечує високого рівню вмісту азоту після газорозділового блока та невелика продуктивність станції викликана застосуванням поршневого компресора на лінії стискування повітря та одного ступеня стискування азотної суміші. Відома азотна компресорна станція (RU 2261403, МПК F25J3/00, F04B41/00, дата публікації: 27.09.2005), що містить, лінію стискування повітря, що включає поршневий багатоступінчастий повітряний компресор, вихід третього ступеня стискування якого через блок фільтрів, що включає водомасловіддільник і холодильник, сполучений з входом газороздільного модуля, заснованого на технології мембранного розділу газів, а вихід газороздільного модуля - з входом лінії стискування азоту, що виконує четвертий ступінь стискування повітряного компресора. Недоліками такої компресорної станції є недостатність очищення сировини перед розділенням, що зменшує ресурс станції та невелика продуктивність станції викликана застосуванням поршневого компресору на лінії стискування повітря та однієї ступені стискування азотної суміші. В основу корисної моделі поставлена задача створення азотної компресорної станції в якій за рахунок застосування нових конструктивних елементів, зміни характеру зв'язку конструктивних елементів та порядку розміщення конструктивних елементів забезпечується покращення ефективності стискування повітря за рахунок зміни системи охолоджування повітря, та відповідно покращення функціонування станції та покращення процесу формування азотного середовища, зменшення габаритів станції відносно до її потужності. Поставлена задача вирішується тим, що азотна компресорна станція містить багатоступінчастий повітряний компресор, з охолоджувачами між ступенями, вихід третього ступеня стискування якого через блок фільтрів, що містить вологовіддільник і охолоджувач, сполучений з входом газороздільного модуля, а вихід газороздільного модуля - з входом лінії стискування азоту що включає компресор. Новим в азотній компресорній станції є тe, що лінія подання охолоджувальної рідини у охолоджувачі з'єднана з апаратом повітряного охолодження охолоджувальної рідини та додатковим модулем охолодження теплоносія, який включає контур охолодження з встановленим на ньому чилером, який під'єднано до охолоджуваної сторони бака терморегуляції, та встановленим на виході з бака терморегуляції триходовим модуляційним клапаном, один з ходів якого під'єднано до лінії подачі охолоджувальної рідини у модуль охолодження теплоносія, а між блоком фільтрів та третім ступенем стискування повітря додатково встановлено ресивер, а лінія стискування азоту включає ресивер та багатоступінчастий компресор, а вихід лінії стискування повітря з'єднано з її входом через перепускний клапан. Застосування нових конструктивних елементів установки, нового характеру зв'язку складових установки, зокрема застосування для охолоджувачів станції лінії подання охолоджувальної рідини компресорної станції, на яку встановлена нова двоступінчаста (комбінована) система охолодження забезпечує попереднє охолодження охолоджувальної рідини зовнішнім повітрям у апараті повітряного охолодження та за необхідності (у літній час або при підвищенні потужності станції) автоматичне більш глибоке охолодження 1 UA 77168 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 охолоджувальної рідини, до необхідної температури у модулі охолодження теплоносія, що включає дилер (автономний блок охолодження), бак терморегуляції (що включає ємність охолодженої рідини та вбудований в неї теплообмінник), та триходовий модуляційний клапан, який забезпечує оперативне переключення оброблюваних у модулі охолодження теплоносія потоків охолоджувальної рідини, яка циркулює у модулі охолодження теплоносія. Застосування у конструкції азотної станції двоступінчастої системи охолодження охолоджувальної рідини забезпечує більш глибоке охолодження охолоджувальної рідини (відносно до систем повітряного охолодження або охолодження у градирні) за рахунок особливостей конструкції модуля охолодження теплоносія. При цьому складові конструкції модуля охолодження теплоносія працюють автоматично, що спрощує управління станцією, практично безшумно, та використовують невелику кількість електрики. Застосування таких особливостей конструкції азотної станції також забезпечує можливість більш глибокого охолодження стискуваного повітря, що підвищує ефективність роботи охолоджувачів та стації у цілому. Застосування ресиверів покращує ефективність роботи конструктивних елементів станції рівномірність роботи конструктивних елементів та ефективність роботи адсорбційного газороздільного модуля, забезпечуючи ефективний процес його регенерації. В окремих варіантах реалізації азотної компресорної станції, багатоступінчастий повітряний компресор, виконаний у вигляді відцентрового триступінчастого компресора при цьому нагнітальні ступені приєднані до загального приводу. Застосування таких конструктивних особливостей забезпечує раціональне поєднання різних типів компресорів, що підвищує ефективність роботи станції та її потужність. В окремих варіантах реалізації азотної компресорної станції на лінії стискування азоту, паралельно підключено групу компресорів, а газороздільний модуль виконаний на принципі адсорбційного розділу газів. Застосування таких конструктивних особливостей, забезпечує підвищення потужності компресорної станції по виробленню азотної атмосфери та підвищує вміст азоту, що подається споживачу. Азотна компресорна станція ілюструється прикладом її виконання. На кресленні наведена схема азотної компресорної станції для приготування азотної атмосфери. Азотна компресорна станція містить блок стискування повітря 1, що містить відцентровий триступінчастий компресор, приводом 2 з нагнітачами 3 і охолоджувачами 4 між ступенями нагнітання, та вологовіддільниками 5, маслонасос 6, масляний бак 7. Вихід третього ступеня стискування повітря з'єднано з входом блока стискування повітря 1 лінією 8 через перепускний клапан 9, та з'єднано з ресивером 10, який з'єднано з входом блока фільтрів 11, що включає і охолоджувач 12, холодильну машину 13, з охолоджувачем 14. Лінія 15 подання охолоджувальної рідини компресорної станції з'єднана з блоком насосів 16, апаратом повітряного охолодження 17 та додатковим модулем охолодження теплоносія 18, який містить контур охолодження 19 з встановленим на ньому чилером 20, який під'єднано до охолоджуваної сторони бака терморегуляції 21, та встановленим на виході з бака терморегуляції 21 триходовим модуляційним клапаном 22, один з ходів якого під'єднано до лінії 23 подачі охолоджувальної рідини у модуль охолодження теплоносія 18. Вихід блока фільтрів 11 з'єднано з входом газороздільного модуля 24, що містить адсорбери 25, які мають трубопровідне обв'язування, з керованою запірною арматурою, що забезпечує можливість періодичної їх роботи по сигналу управляючого блока 26. Вихід газороздільного модуля 24, з'єднано з входом блока стискування азоту 27 через проміжний ресивер 28. Блок стискування азоту виконаний на базі триступінчастого компресора 29, ступені якого з'єднано послідовно з встановленими після кожного ступеня охолоджувачами. Азотна компресорна станція може мати декілька паралельно компресорів 29. При роботі станції повітря послідовно стискується у ступенях блока стискування повітря 1, нагнітачами 3 охолоджується охолоджувачами 4 між ступенями нагнітання, та позбавляється від крапельної вологи у вологовіддільниках 5. У випадку критичної ситуації відкривається перепускний клапан 9 і стиснуте повітря після третього ступеня стискування повітря скидається по лінії 8 на вхід блока стискування повітря 1. При штатній роботі повітря після третього ступеня стискування повітря спрямовується у ресивер 10, після якого направляється на вхід блока фільтрів 11, де воно очищується і охолоджується в охолоджувачі 12, в тому числі із застосуванням холодильної машини 13, що забезпечує глибокий рівень охолоджування. Охолоджувачі станції 4, які під'єднано до лінії 15 охолоджуються охолоджувальною рідиною, яка у свою чергу охолоджується у апараті повітряного охолодження 17. За необхідності (у літній час) застосовується більш глибоке охолодження охолоджувальної рідини до необхідної 2 UA 77168 U 5 10 15 температури у модулі охолодження теплоносія 18, в якому чилер 20 (автономний блок охолодження), подає по контуру 19 охолоджену рідину в бак терморегуляції 21 (який складається із ємності охолодженої рідини та вбудованого в ній теплообмінника). Триходовий модуляційний клапан 22 виконує функцію перемикання потоків теплоносія, тобто забезпечує 2 варіанти: 1) теплоносій проходить через апарат повітряного охолодження 17, триходовий модуляційний клапан 22 і направляється в систему; 2) теплоносій проходить через апарат повітряного охолодження 17, бак терморегуляції 21, триходовий модуляційний клапан 22 і направляється в систему. Підготовлене повітря із модуля підготовки стиснутого повітря 11 спрямовується у газороздільний модуль 24. В адсорберах 25, які по сигналу управляючого блока 26 працюють циклічно від повітря відділяється азот. Проміжний ресивер 28 забезпечує ефективний процес продувки та регенерації адсорберів 25 по сигналу управляючого блока 26. Збагачений у газороздільному модулі 24, азотом газ через проміжний ресивер 28 спрямовується у компресори блока стискування азоту 27. Для забезпечення необхідної продуктивності Азотної компресорної станції у роботу може бути включено декілька паралельно під'єднаних компресорів 29. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 1. Азотна компресорна станція, що містить лінію стискування повітря, що включає багатоступінчастий повітряний компресор, з охолоджувачами між ступенями, вихід третього ступеня стискування якого через блок фільтрів, що включає вологовіддільник і охолоджувач, сполучений з входом газороздільного модуля, а вихід газороздільного модуля - з входом лінії стискування азоту що включає компресор, яка відрізняється тим, що лінія подання охолоджувальної рідини у охолоджувачі з'єднана з апаратом повітряного охолодження та додатковим модулем охолодження теплоносія, який включає контур охолодження з встановленим на ньому чилером, який під'єднано до охолоджуваної сторони бака терморегуляції, та встановленим на виході з бака терморегуляції триходовим модуляційним клапаном, один з ходів якого під'єднано до лінії подачі охолоджувальної рідини у модуль охолодження теплоносія, а між блоком фільтрів та третім ступенем стискування повітря додатково встановлено ресивер, а лінія стискування азоту включає ресивер та багатоступінчастий компресор, а вихід лінії стискування повітря з'єднано з її входом через перепускний клапан. 2. Азотна компресорна станція за п. 1, яка відрізняється тим, що багатоступінчастий повітряний компресор, виконаний у вигляді відцентрового триступінчастого компресора при цьому нагнітальні ступені приєднані до загального приводу. 3. Азотна компресорна станція за п. 1, яка відрізняється тим, що на лінії стискування азоту, паралельно підключено групу компресорів, а газороздільний модуль виконаний на принципі адсорбційного розділу газів. 3 UA 77168 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4