Газоперекачувальна компресорна станція

Реферат: Газоперекачувальна компресорна станція, зокрема для перекачки природного газу, складається із електричних мереж для живлення компресорної станції та газоперекачувальних агрегатів, що містять приводи нагнітачів на основі газотурбінного двигуна і самі нагнітачі. До складу кожного газоперекачувального агрегату включено електричний двигун-генератор, який одним кінцем приєднано через муфту до газотурбінного двигуна, а другим кінцем приєднано через муфту до нагнітача. UA 72924 U (54) ГАЗОПЕРЕКАЧУВАЛЬНА КОМПРЕСОРНА СТАНЦІЯ UA 72924 U UA 72924 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузевої промисловості, де газоперекачувальні компресорні станції використовуються для перекачки або закачування в сховища газоподібних речовин. Корисна модель може бути застосована у трубопровідному транспорті, зокрема в газотранспортній системі. Аналогами газоперекачувальної компресорної станції, що заявляється, є газоперекачувальні компресорні станції, які використовуються для перекачки або закачування в газосховища природного газу в газотранспортній системі, що складаються з електричних мереж для живлення компресорної станції та газоперекачувальних агрегатів, які складаються з приводів нагнітачів на основі газотурбінних (фіг. 1) або електричних (фіг. 2) двигунів і самих нагнітачів. Недоліком аналогів є низький коефіцієнт використання виробничих потужностей газоперекачувальної компресорної станції. За прототип прийнята газоперекачувальна компресорна станція (фіг. 1), що складається із електричних мереж 1 для живлення компресорної станції та газоперекачувальних агрегатів 2, що складаються з приводів нагнітачів на основі газотурбінних двигунів 3 і самих нагнітачів 4 (як найбільш поширений) і використовуються для перекачки або закачування в газосховища природного газу [Розгонюк В.В. та інші, Довідник експлуатаційниковий газо-нафтового комплексу, - Київ, - "Росток". 1998 р.]. Недоліком прототипу є те, що в періоди, коли газотранспортна система працює в ненавантаженому режимі, наприклад, в теплі періоди року, або не виконується закачування газу у сховища, частка газоперекачувальних агрегатів або всі газоперекачувальні агрегати компресорної станції не працюють досить значний період часу. Крім того, із-за потреби частого виконання регламентних та довгострокових ремонтних робіт газотурбінних двигунів компресорні станції комплектуються газоперекачувальними агрегатами сумарною потужністю на 30-40 % більше ніж максимальна робоча потужність компресорної станції. Ці недоліки призводять до значного зниження коефіцієнта використання виробничих потужностей компресорної станції. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення коефіцієнта використання виробничих потужностей газоперекачувальної компресорної станції за рахунок дублювання газотурбінних приводів нагнітачів електричними приводами та надання компресорній станції нової додаткової функції, а саме можливості генерувати електричну енергію. Поставлена задача вирішується тим, що в газоперекачувальній компресорній станції (фіг. 3), яка складається із електричних мереж для живлення компресорної станції 1 та газоперекачувальних агрегатів 2, що містять приводи нагнітачів на основі газотурбінного двигуна 3 і самі нагнітачі 4, відповідно до корисної моделі, до складу кожного газоперекачувального агрегату включено електричний двигун-генератор 5, який одним кінцем приєднано через муфту 6 до газотурбінного двигуна 3, а другим кінцем приєднано через муфту 7 до нагнітача 4. Це дозволяє виконувати роботу компресорної станції в чотирьох режимах (варіантах), а саме: 1 - при включених муфтах 6 і 7 на обох кінцях електричного двигуна-генератора та виключеній системі збудження електричного двигуна-генератора кожного газоперекачувального агрегату компресорна станція працює в базовому режимі, як у прототипі, тобто нагнітачі працюють від газотурбінних двигунів (фіг. 4); 2 - при виключеній муфті 6 зі сторони газотурбінного двигуна 3, включеній муфті 7 зі сторони нагнітача 4 та подачі електричної енергії від мережі 1 до електричного двигуна-генератора 5 кожного газоперекачувального агрегату 2 компресорна станція (фіг. 5) працює в режимі перекачування, при цьому нагнітачі працюють від електричних двигунів-генераторів, що включені як двигуни; 3 - при виключеній муфті 7 зі сторони нагнітача, включеній муфті 6 зі сторони газотурбінного двигуна та включенні електричного двигуна-генератора 5 кожного газоперекачувального агрегату 2 як генератора компресорна станція (фіг. 6) працює в режимі генерації електричної енергії в мережу; 4 - робота компресорної станції в комбінованому режимі, коли частка газоперекачувальних агрегатів працює в базовому режимі, як в першому варіанті, а частка газоперекачувальних агрегатів працює в режимі генерації електричної енергії в мережу, як в третьому варіанті. Порівняльний аналіз технічного рішення із прототипом показує, що газоперекачувальна компресорна станція відрізняється тим, що в газоперекачувальні агрегати включені електричні двигуни-генератори з двома муфтами для підключення до газотурбінного двигуна з однієї сторони та нагнітача з другої сторони, це робить можливим роботу нагнітачів як від газотурбінного приводу, так і електричного приводу, а також роботу компресорної станції в режимі генерації електричної енергії в мережу або одночасно в режимі генерації електричної 1 UA 72924 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 енергії в мережу та в режимі перекачування газу. Таким чином, технічне рішення газоперекачувальної компресорної станції, що заявляється, відповідає критерію "новизна". Підвищення коефіцієнта використання виробничих потужностей в пропонованій газоперекачувальній компресорній станції виникає наступним чином: - при знаходженні всіх складових газоперекачувального агрегату в робочому стані і перекачуванні максимального об'єму газу компресорна станція працює в базовому режимі 1 роботи нагнітачів від газотурбінного приводу; - в період проведення регламентних довгострокових ремонтних робіт газотурбінного двигуна газоперекачувальний агрегат переводиться в режим 2, тобто режим роботи нагнітача від електричного приводу, що дозволяє продовжувати роботу компресорної станції по перекачуванню постійного об'єму газу без підключення додаткового газоперекачувального агрегату; - в період, коли всі газоперекачувальні агрегати компресорної станції не працюють, компресорна станція переводиться в режим 3, тобто роботи компресорної станції в режимі генерації електричної енергії в мережу; - в період, коли компресорна станція працює в ненавантаженому режимі, компресорна станція переводиться в режим 4, тобто роботи компресорної станції в комбінованому режимі, коли частка газоперекачувальних агрегатів працює в базовому режимі, як в першому варіанті, а частка газоперекачувальних агрегатів працює в режимі генерації електричної енергії в мережу, як в третьому варіанті. Можливість роботи газоперекачувального агрегату як в базовому режимі 1, так і в режимі 2, тобто роботи нагнітача від електричного приводу, дозволяє значно збільшити час його роботи в рік. Це дає можливість скоротити необхідну кількість газоперекачувальних агрегатів в запропонованій газоперекачувальній компресорній станції порівняно з прототипом. Наприклад, кожна компресорна станція газопроводу "Союз" містить по 7 газоперекачувальних агрегатів по 10 МВт. В максимальному режимі перекачування на компресорній станції працюють 5 газоперекачувальних агрегатів, а в середньому за рік працюють 3,5 газоперекачувальних агрегатів, тобто коефіцієнт використання газоперекачувальних агрегатів в середньому становить 0,5, а в максимальному режимі роботи - 0,71. Для газопроводу типу "Союз" у разі використання запропонованої газоперекачувальної компресорної станції достатньо 5 газоперекачувальних агрегатів. При цьому коефіцієнт використання газоперекачувальних агрегатів в середньому збільшиться з 0,5 до 0,7, а в максимальному режимі роботи - з 0,71 до 1,0. При цьому вартість компресорної станції прототипу складе в середньому 70 млн. доларів США, а вартість запропонованої компресорної станції складе в середньому 64 млн. доларів США. Можливість роботи запропонованої газоперекачувальної компресорної станції в режимах 3 та 4 надає компресорній станції нову функцію, а саме функцію електричної станції, яка в змозі працювати в часи, коли компресорна станція ненавантажена, це також збільшує час роботи газоперекачувальних агрегатів в рік. Зокрема, можливість роботи запропонованої газоперекачувальної компресорної станції в режимах 3 та 4 надає можливість (опцію) використовувати її як резервну електричну станцію на випадок форс-мажорних обставин з забезпеченням електричною енергією регіону. Таким чином, аналіз роботи запропонованої газоперекачувальної компресорної станції у всіх режимах показує, що коефіцієнт використання виробничих потужностей в середньому по року у неї значно більше ніж у прототипі і практично може бути доведено більш ніж до 0,9, що значно скоротить термін окупності компресорної станції в цілому. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Газоперекачувальна компресорна станція, зокрема для перекачки природного газу, яка складається із електричних мереж для живлення компресорної станції та газоперекачувальних агрегатів, що містять приводи нагнітачів на основі газотурбінного двигуна і самі нагнітачі, яка відрізняється тим, що до складу кожного газоперекачувального агрегату включено електричний двигун-генератор, який одним кінцем приєднано через муфту до газотурбінного двигуна, а другим кінцем приєднано через муфту до нагнітача. 2 UA 72924 U 3 UA 72924 U 4 UA 72924 U 5 UA 72924 U 6 UA 72924 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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 7