Компресорна станція

Реферат: Компресорна станція призначена для перекачування газу у магістральних газопроводах. Станція містить газотурбінний двигун з компресором природного газу, блок очистки газу, блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, установки для охолодження природного газу, електрогенератор, ділянки магістрального газопроводу з пониженим та підвищеним тиском, кранові вузли, тригенераційну установку, пристрій обліку паливного газу, блок автоматизованого управління виробничим процесом, освітлення, передачі даних, побутові приміщення з системою опалення. Тригенераційна установка через пристрій обліку паливного газу, блоки підготовки паливного, пускового та імпульсного газів і очистки газу з'єднана із магістральним газопроводом з пониженим тиском. Установка для охолодження природного газу розташована на магістральному газопроводі з підвищеним тиском та підключена до холодопроводу тригенераційної установки. Блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів і система опалення побутових приміщень підключені до теплопроводу тригенераційної установки. Тригенераційна установка містить у своєму складі електрогенератор, який підключений до блока автоматизованого керування виробничим процесом та освітлення. Винахід сприяє підвищенню надійності і економічності роботи компресорної станції. UA 100200 C2 (12) UA 100200 C2 UA 100200 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до конструкції газоперекачувальних станцій магістральних газопроводів, призначених для забезпечення транспортування природного газу по магістральних газопроводах. Під час незапланованих відключень постачання енергетичних ресурсів відповідальних об'єктів газотранспортної системи, зокрема компресорних станцій, виникають порушення роботи блоків очистки, підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, установки для охолодження природного газу та інших - систем автоматизованого керування виробничим процесом транспортування природного газу в цілому. Для уникнення цього необхідно поєднати переваги тригенераційних установок та можливості застосування природного газу на технологічні потреби компресорної станції шляхом створення комбінованої компресорної станції. Відома газоперекачувальна компресорна станція магістрального газопроводу складається з газотурбінного двигуна з компресором природного газу, блока очистки газу, блока підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, установки для охолодження природного газу, блока вентиляції та допоміжного обладнання [1]. Дана газоперекачувальна компресорна станція магістрального газопроводу, як і компресорна станція, що заявляється, містить у своєму складі газотурбінний двигун з компресором природного газу, блок очистки, блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, установки для охолодження природного газу, блок вентиляції. Однак, на відміну від винаходу, аналогом не використовуються установки для аварійного забезпечення тепловою та електричною енергією, що призводить до зменшення надійності роботи основних вузлів компресорної станції в аварійних режимах. Найбільш близькою за сукупністю ознак до винаходу, вибрана нами за прототип, є газоперекачувальна компресорна станція магістрального газопроводу, яка містить газотурбінний двигун з компресором природного газу, блок очистки газу, блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, установки для охолодження природного газу, блок вентиляції, допоміжне обладнання, котел-утилізатор, парову турбіну, електрогенератор, установку для одержання рідкої вуглекислоти з димових газів [2]. Дана газоперекачувальна компресорна станція магістрального газопроводу, як і компресорна станція, що заявляється, включає газотурбінний двигун з компресором природного газу, блок очистки газу, блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, установку для охолодження природного газу, електрогенератор. Однак, на відміну від винаходу, у прототипі не використовується тригенераційна установка, що призводить до збільшення кількості необхідного обладнання для одночасної генерації холоду, теплової та електричної енергії. В основу винаходу поставлена задача у компресорній станції за рахунок використання тригенераційної установки на базі двигуна внутрішнього згорання, забезпечити зменшення кількості необхідного обладнання установки для одночасної генерації холоду, теплової та електричної енергії. Поставлена задача вирішується тим, що компресорна станція, яка має газотурбінний двигун з компресором природного газу, блок очистки газу, блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, установку для охолодження природного газу, електрогенератор, згідно з винаходом, додатково включає ділянки магістральних газопроводів з пониженим та підвищеним тиском, кранові вузли, тригенераційну установку, пристрій обліку паливного газу, блок автоматизованого керування виробничим процесом, освітлення, передачі даних, побутові приміщення з системою опалення, причому тригенераційна установка через пристрій обліку паливного газу, блоки підготовки паливного, пускового та імпульсного газів і очистки газу, з'єднана із магістральним газопроводом з пониженим тиском, а установка для охолодження природного газу розташована на магістральному газопроводі з підвищеним тиском та підключена до холодопроводу тригенераційної установки, блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів і система опалення побутових приміщень підключені до теплопроводу тригенераційної установки, тригенераційна установка містить у своєму складі електрогенератор, який підключений до блока автоматизованого керування виробничим процесом та освітлення. Технічний результат, який можна досягти при використанні винаходу, полягає в тому, що забезпечується зменшення кількості необхідного обладнання установки для одночасної генерації холоду, теплової та електричної енергії, за рахунок використання тригенераційної установки на базі двигуна внутрішнього згорання. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак винаходу та технічним результатом простежується в тому, що нові ознаки, які введені у компресорну станцію, а саме магістральний газопровід з пониженим та підвищеним тиском, кранові вузли, тригенераційна установка, 1 UA 100200 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пристрій обліку паливного газу, блок автоматизованого керування виробничим процесом та освітлення, передачі даних, побутові приміщення з системою опалення, за рахунок використання вихідних продуктів роботи тригенераційної установки, а саме теплової енергії для опалення побутових приміщень та безперебійної роботи блока підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, електричної енергії для безвідмовної роботи блока автоматизованого керування виробничим процесом, освітлення, забезпечення виробництва холоду для установок охолодження природного газу з відомими ознаками газотурбінний двигун з компресором природного газу, блок очистки газу, блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, установки для охолодження природного газу, електрогенератор забезпечують зменшення кількості необхідного обладнання установки для одночасної генерації холоду, теплової та електричної енергії. Вплив поєднання роботи компресорної станції з тригенераційною установкою на отримання зазначеного технічного результату полягає в тому, що продукти роботи тригенераційної установки: теплова енергія використовується для опалення побутових приміщень та безперебійної роботи блока підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, який призначений для підтримання належної температури газу та уникнення імовірності утворення гідратів), а електрична енергія - для забезпечення безвідмовної роботи блока автоматизованого керування виробничим процесом та освітлення, а холод - для установок охолодження природного газу. Суть винаходу пояснюється кресленнями. На фіг. 1. зображено компресорну станцію, яка складається з магістрального газопроводу з пониженим тиском 1, кранових вузлів 2,5,6,7,14, блока очистки газу 3, блоку підготовки паливного, пускового та імпульсного газів 4, пристрою обліку газу 8, тригенераційної установки 9, системи опалення побутових приміщень 10, блоку автоматизованого керування виробничим процесом та освітлення 11, газотурбінного двигуна з компресором природного газу 12, магістрального газопроводу з підвищеним тиском 13, установок для охолодження природного газу 15. До магістрального газопроводу з пониженим тиском 1, перед крановим вузлом 2 підключені послідовно блок очистки газу 3 та блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів 4 та кранові вузли 5 і 6, між якими підключений крановий вузол 7, пристрій обліку газу 8 та тригенераційна установка 9. Теплопровід тригенераційної установки 9 підключений до системи опалення побутових приміщень 10 та блока підготовки паливного, пускового та імпульсного газів 4. Крім того, тригенераційна установка 9 з'єднана із блоком автоматизованого керуванням виробничим процесом та освітленням 11. На магістральному газопроводі з пониженим тиском 1, після кранового вузла 2 розташовується газотурбінний двигун з компресором природного газу 12, до якого підключений магістральний газопровід з підвищеним тиском 13, крановий вузол 14 та установки для охолодження природного газу 15. Компресорна станція працює наступним чином. Природний газ призначений для технологічних потреб, надходить із ділянки магістрального газопроводу з пониженим тиском 1 до кранового вузла 2 у блок очистки газу 3, після чого у блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів 4 і через кранові вузли 5,6,7 і пристрій обліку газу 8 надходить у тригенераційну установку 9. В процесі роботи тригенераційної установки 9 виробляється холод, теплова та електрична енергії. Вироблена тригенераційною установкою 9 електрична енергія надходить до блока автоматизованого керування виробничим процесом та освітлення 11, а вироблена теплова енергія надходить у систему опалення побутових приміщень 10 та блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів 4 відповідно для опалення приміщення та підігріву газу. Транзитний природний газ через крановий вузол 2 надходить до газотурбінного двигуна з компресором природного газу 12, де відбувається підвищення робочого тиску та температури газу та його подальшу подачу у магістральний газопровід з підвищеним тиском 13 і через крановий вузол 14 до установок охолодження природного газу 15, які з'єднані із холодопроводом тригенераційної установки. На фіг. 2 зображено тригенераційну установку, яка складається із пристрою підготовки паливної суміші 1, пристрою підігріву паливної суміші 2, чотирициліндрового чотиритактного двигуна внутрішнього згорання 3, електрогенератора 4, теплоутилізатора 5, патрубків 6,8,9,13,15, вихрової труби 7, теплоутилізатора відпрацьованих газів 10, циркуляційних насосів 11,17, патрубка відпрацьованих газів 12, теплообмінника-утилізатора 14, трьохходового клапана-термостата 16. 2 UA 100200 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пристрій підготовки паливної суміші 1 з'єднаний послідовно з пристроєм підігріву паливної суміші 2 та чотирициліндровим чотиритактним двигуном внутрішнього згорання 3, до якого підключений електрогенератор 4 та теплоутилізатор 5. Теплоутилізатор 5 через патрубок 6 послідовно з'єднаний з пристроєм підігріву паливної суміші 2 та вихровою трубою 7. Вихрова труба 7 з'єднана через патрубок 8 з установкою для охолодження природного газу, а через патрубок 9 з теплоутилізатором відпрацьованих газів 10. Теплоутилізатор відпрацьованих газів 10 з'єднаний з теплоутилізатором 5, циркуляційним насосом 11 та патрубком відпрацьованих газів 12. Теплоутилізатор 5 через патрубок 13 з'єднаний з теплообмінником-утилізатором 14, який через патрубок 15 з'єднаний з блоком підготовки паливного, пускового та імпульсного газів і системою опалення побутових приміщень. Теплообмінник-утилізатор 14 з'єднаний послідовно з трьохходовим клапаном термостата 16, циркуляційним насосом 17 та системою охолодження двигуна внутрішнього згорання 3. Тригенераційна установка працює наступним чином. У пристрої підготовки паливної суміші 1 відбувається формування паливної суміші з наступним її осушенням у пристрої підігріву паливної суміші 2, після чого по трубопроводу паливна суміш подається у два циліндри чотирициліндрового чотиритактного двигуна внутрішнього згорання 3. Гарячі відпрацьовані гази, що вивільнюються з циліндрів, по трубопроводу потрапляють у теплоутилізатор 5, де втрачають більшу частину теплової енергії, охолоджуючись з 700 °C до 100 °C, засмоктуються по трубопроводах іншими циліндрами, що працюють у компресорному режимі. Відпрацьовані гази через патрубок 6 надходять у пристрій підігріву паливної суміші 2, де віддають частину теплової енергії і поступають у вихрову трубу 7, де відбувається розподіл охолоджених відпрацьованих газів на холодний та теплий потік, які відводяться відповідно через патрубок 8 в мережу трубопроводів споживача холоду і через патрубок 9 в теплоутилізатор відпрацьованих газів 10. У теплоутилізаторі відпрацьованих газів 10 відбувається теплообмін між теплим потоком відпрацьованих газів та охолоджувальною рідиною, що подається через циркуляційний насос 11, в результаті чого охолоджені відпрацьовані гази виходять через патрубок 12 в атмосферу, а підігріта охолоджувальна рідина поступає в теплоутилізатор 5, яка після утилізації теплоти відпрацьованих газів, вивільнених з циліндрів чотирициліндрового двигуна внутрішнього згорання 3, через патрубок 13 поступає у теплообмінник-утилізатор 14, де відбувається теплообмін між рідиною системи охолодження двигуна внутрішнього згорання 3 та підігрітою охолоджувальною рідиною. В результаті теплообміну в теплообміннику-утилізаторі 14 підігріта охолоджувальна рідина через патрубок 15 поступає в мережу трубопроводів споживачів теплової енергії. Вироблена механічна енергія чотирициліндровим чотиритактним двигуном внутрішнього згорання 3 передається по валу до електрогенератора 4 для виробництва електроенергії та передачі її до пристрою обліку паливного газу, блока автоматизованого керування виробничим процесом, освітлення. Реалізація винаходу порівняно з прототипом дозволяє забезпечити технічний результат, а саме - зменшення кількості необхідного обладнання установки для одночасної генерації холоду, теплової та електричної енергії, що сприяє отриманню позитивного ефекту - підвищенню надійності та економічності роботи компресорної станції. Джерела інформації: 1. Информация сектора РНТИ ОАО "НПО им. М.В. Фрунзе". Газоперекачивающие агрегаты, компрессорные станции и установки для газовой и нефтяной промышленности" РВА "Комп'ютерні Системи", 1999, Україна. С. 13. 2. Говдяк P.M., Пужайло А.Ф., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І. Газоперекачувальна компресорна станція магістрального газопроводу. Деклараційний патент на корисну модель №14877,15.05.2006, бюл. №5. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Компресорна станція, що включає ділянки магістрального газопроводу з пониженим та підвищеним тиском, газотурбінний двигун з компресором природного газу, блок очистки газу, блок підготовки паливного, пускового та імпульсного газів, установку для охолодження природного газу, електрогенератор, яка відрізняється тим, що додатково містить у своєму складі тригенераційну установку, вузол енергоспоживання якої підключений до ділянки магістрального газопроводу з пониженим тиском, вузол електрогенерування підключений до пристрою обліку паливного газу, блока автоматизованого керування виробничим процесом та освітлення, вузол теплогенерування підключений до блока підготовки паливного, пускового та 3 UA 100200 C2 імпульсного газів і системи опалення побутових приміщень, а вузол генерації холоду підключений до установки для охолодження природного газу. 4 UA 100200 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 5