Система и способ откачки газа из трубопроводной обвязки компрессоров газоперекачивающих агрегатов
SYSTEM AND METHOD FOR PUMPING GAS FROM PIPING ARRANGEMENT OF COMPRESSORS OF GAS PUMPING UNITS

Группа изобретений относится к магистральному транспорту газа и предназначена для опорожнения трубопроводной обвязки компрессора газоперекачивающего агрегата при любом останове газоперекачивающего агрегата, при котором существующей в настоящее время технологией работ предусмотрен выброс газа из трубопроводной обвязки компрессора газоперекачивающего агрегата в атмосферу.
Предлагаемый способ откачки газа из трубопроводной обвязки компрессора газоперекачивающего агрегата применим к использованию на компрессорных станциях газотранспортных предприятий, где в качестве привода центробежных компрессоров используются газотурбинные двигатели, работающие на природном газе.
Известна мобильная установка для откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода, включающая всасывающие и нагнетательные трубопроводы, нагнетатель, состоящий из компрессора и газового эжектора, низконапорная полость которого соединена с откачиваемым участком, высоконапорные сопла эжектора соединены с выходом компрессора, а вход в компрессор и выход из эжектора соединены с участками работающего газопровода (патент RU №2108489 авторов Вагапова Р.З. и др., МПК F04D 25/02, дата приоритета 21.08.1995, опубл. 10.04.1998).
Известен способ опорожнения участков трубопровода от газа в многониточных системах газопроводов, включающий отключение посредством линейных кранов опорожняемого участка и эжектирование из него газа посредством высоконапорного газа параллельного газопровода.
Эжектирование газа осуществляют из концевой части опорожняемого участка трубопровода, а эжектированный газ вводят в трубопровод после опорожняемого участка (авторское свидетельство SU №970036 авторов Царева И.Н. и др., МПК F17D 1/00, дата приоритета 11.06.1981, опубл. 30.10.1982).
Недостатком известных технических решений является то, что они не могут использоваться для откачки газа из коммуникаций технологической обвязки компрессора газоперекачивающего агрегата.
Известна система откачки газа из участка магистрального трубопровода, включающая коллекторы с запорными кранами, компрессор в каждой нитке трубопровода, систему эжекции газа в каждой нитке трубопровода, при этом всас системы эжекции соединен посредством коллекторов с запорными кранами с участками трубопроводов каждой нитки, ограниченными запорными кранами, из которых откачивают газ, коллектор подвода эжектируемого газа соединен с участками трубопроводов каждой нитки за откачиваемым участком, высокопроизводительный эжектор стационарно установлен на компрессорной станции, вход в эжектор активного газа соединен посредством коллекторов с запорными кранами с участками трубопроводов за компрессором, выход из эжектора соединен посредством коллектора с запорными кранами с участками трубопроводов за откачиваемым участком перед компрессором. Всас эжектора подключен к участку трубопровода перед компрессором, ограниченному впереди по ходу потока запорным краном. При выводе компрессора из работы с целью ремонта посредством запорных кранов перекрывают участок трубопровода с компрессором. Запускают в работу эжектор со сбросом газа через коллектор с краном в параллельную нитку многониточного трубопровода и откачивают газ из полости компрессора (патент RU №11588 авторов Шушина Н.А. и др., МПК F17D 1/00, дата приоритета 05.05.1999, опубл. 16.10.1999).
Недостатком данного технического решения является разветвленная обвязка эжектора, необходимость использования энергии струи истекающего газа, ведущей к энергетическим затратам на предварительное ее формирование.
Наиболее близкими по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению, выбранные заявителем в качестве прототипа, являются система и способ откачки газа из компрессора газоперекачивающего агрегата, включающая компрессор, эжектор, всас которого соединен с отключенным участком входного трубопровода перед компрессором, из которого откачивают газ, ограниченного запорными кранами, вход эжектора соединен с выходным трубопроводом за отключенным участком, выход эжектора соединен с участком входного трубопровода перед компрессором, при этом выход эжектора соединен с входным трубопроводом перед отключенным участком. При останове компрессора посредством перекрытия запорных кранов участков входного и выходного трубопроводов, соединенных с компрессором, открытия кранов входа, выхода и всаса эжектора, газ поступает из компрессора на всас эжектора, происходит эжектирование газа из компрессора, далее эжектированный газ направляют во входной трубопровод перед отключенным участком (патент RU №2652473 авторов Кантюкова Р.Р., Сорвачева А.В. и др. МПК F17D 1/065, F04D 25/02, дата приоритета 31.07.2017, опубл. 26.04.2018).
Недостатком прототипа является то, что система откачки газа подразумевает дополнительную установку технических устройств, которые должны не только удовлетворять требованиям опасных производственных объектов, но и пройти обязательную процедуру расчета геометрических, газодинамических, прочностных параметров, конструирование, изготовление, испытания и другие организационно-технические мероприятия.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание системы и способа откачки газа из трубопроводной обвязки компрессоров газоперекачивающих агрегатов компрессорного цеха магистрального трубопровода без изменений традиционных алгоритмов работы газоперекачивающих агрегатов и компрессорных цехов в целом и без установки сложных и нестандартных технических устройств.
Технический результат совпадает с поставленной задачей и достигается за счет того, что в системе откачки газа из трубопроводной обвязки компрессоров газоперекачивающих агрегатов, содержащей группу не менее двух параллельно расположенных газоперекачивающих агрегатов, один из которых остановлен, и каждый из которых состоит из компрессора и приводного двигателя, трубопроводной обвязки компрессора с запорно-регулирующей трубопроводной арматурой, трубопроводов и запорной арматуры системы топливного газа, газ из замкнутого контура компрессора остановленного газоперекачивающего агрегата откачивают и используют в качестве топлива для работы приводного газотурбинного двигателя работающего параллельно расположенного газоперекачивающего агрегата за счет дополнительной установки трубопровода-перемычки с запорным устройством и краном-регулятором давления газа между цеховым трубопроводом системы топливного газа компрессорной станции и трубопроводной обвязкой компрессора остановленного газоперекачивающего агрегата.
В способе откачки газа из трубопроводной обвязки компрессоров газоперекачивающего агрегата, включающем останов компрессора, перекрытие посредством запорных кранов участков трубопроводной обвязки компрессора, цель достигается тем, что газ перекачивается из трубопроводной обвязки компрессора за счет разности давлений через кран-регулятор давления газа в цеховой трубопровод системы топливного газа компрессорной станции и используется в качестве топлива для работы приводного газотурбинного двигателя параллельного газоперекачивающего агрегата до выравнивания давления в цеховом трубопроводе системы топливного газа компрессорного цеха и трубопроводной обвязки компрессора газоперекачивающего агрегата с дальнейшим закрытием крана-регулятора давления газа и стравливанием остаточного объема газа из контура компрессора остановленного газоперекачивающего агрегата в атмосферу через свечной кран.
Новым признаком системы откачки газа из трубопроводной обвязки компрессоров газоперекачивающих агрегатов является то, что система снабжена на каждом газоперекачивающем агрегате дополнительным трубопроводом и крановой обвязкой, включающей кран-регулятор давления газа, обеспечивающей связь между трубопроводными обвязками каждого компрессора и цеховым трубопроводом системы топливного газа компрессорной станции.
Новым признаком способа является возможность откачки газа из трубопроводной обвязки компрессоров остановленных газоперекачивающих агрегатов с применением штатных систем компрессорных станций без установки сложных и нестандартных технических устройств.
Заявляемое техническое решение иллюстрируется схемой системы откачки газа из трубопроводной обвязки компрессоров газоперекачивающих агрегатов компрессорной станции.
Система откачки газа из трубопроводной обвязки компрессоров газоперекачивающих агрегатов входит в компрессорную станцию, осуществляющую перекачку газа по магистральному трубопроводу и содержит дополнительные трубопроводы-перемычки с запорными устройствами и кранами-регуляторами давления газа 12.1 между цеховым трубопроводом системы топливного газа компрессорной станции и трубопроводными обвязками компрессоров газоперекачивающих агрегатов.
Система откачки газа из трубопроводной обвязки компрессоров газоперекачивающих агрегатов работает следующим образом.
Производят останов газоперекачивающего агрегата, например, газоперекачивающего агрегата А, для проведения ремонтных или плановых работ, согласованных с диспетчерской службой, при этом топливный кран 12, служащий для подачи топливного газа на газоперекачивающий агрегат А переводится в положение «Закрыто». На двух других газоперекачивающих агрегатах, например, газоперекачивающих агрегатах Б и В, топливные краны 12 остаются в положении «Открыто» для подачи топливного газа на данные газоперекачивающие агрегаты с целью обеспечения их работы.
После этого входной кран 1, выходной кран 2 и рециркуляционный кран 6 переводятся в положение «Закрыто». Свечной кран 5, который после закрытия кранов 1, 2, 6 должен открываться и стравливать газ из трубопроводной обвязки компрессора в атмосферу, остается в положении «Закрыто».
Кран-регулятор 12.1 переводят в положение «Открыто» и газ, замкнутый в трубопроводной обвязке компрессора, за счет разности давлений, перетекает по трубопроводу-перемычке в цеховой трубопровод системы топливного газа компрессорной станции. Разность давлений присутствует за счет того, что в цеховом трубопроводе системы топливного газа компрессорной станции содержится газ после установки подготовки топливного и импульсного газа (далее - УПТИГ), прошедший редуцирование и подогрев. При этом входной кран 101 и выходной кран 102 УПТИГ остаются в положении «Открыто» и газ из трубопроводной обвязки компрессора поступает в цеховой трубопровод системы топливного газа компрессорной станции через кран-регулятор 12.1 до выравнивания давлений. Газ, замкнутый в трубопроводной обвязке компрессора будет использоваться на работу приводного газотурбинного двигателя соседнего газоперекачивающего агрегата за счет открытого крана-регулятора 12.1 до значения давления топливного газа в цеховом трубопроводе системы топливного газа компрессорной станции. После чего кран-регулятор 12.1 переводится в положение «Закрыто» и остаточный газ сбрасывается в атмосферу через свечной кран 5 по нормальной схеме.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечит бесперебойную работу магистрального газопровода при проведении ремонтных или плановых работ одного или нескольких газоперекачивающих агрегатов компрессорного цеха.
Дополнительным преимуществом заявляемого технического решения является то, что исключается полный выброс газа из отключенного компрессора в атмосферу.
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое техническое решение имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности новизна и изобретательский уровень и может быть изготовлено на стандартном оборудовании с применением стандартных материалов.