СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВНОГО И ПУСКОВОГО ГАЗА

Полезная модель относится к транспорту газа, в частности, к технологическим процессам подготовки топливного и пускового газа путем очистки, осушки, поддержания требуемого давления и расхода перед подачей его на газотурбинную установку для перекачки газа.
Известна система топливного и пускового газа, имеющая блочное исполнение и включающая в себя следующее оборудование: циклонный сепаратор или блок очистки, фильтр-сепаратор или блок осушки, подогреватель топливного и пускового газа, блок редуцирования топливного и пускового газа, второй сепаратор, трубопроводы, замерное устройство, краны стопорные и регулирующие клапаны топливной системы, пусковое устройство или турбодетандер (Козаченко А.Н., Никишин В.И., Поршаков Б.П. Энергетика трубопроводного транспорта газов: Учебное пособие. - М.: ГКУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. Губкина, 2001. - с.125-128).
Известная установка требует больших расходов топливно-энергетических ресурсов, а именно природного газа на подогрев топливного и пускового газа, а также неблагоприятно сказывается на экологии окружающей среды.
Полезная модель направлена на повышение эффективности работы системы, на достижение энергосбережения за счет использования низкопотенциального утилизированного тепла и отказа от сжигания природного газа, на улучшение экологии за счет снижения выбросов продуктов сгорания природного газа в атмосферу.
Поставленная задача достигается системой подготовки топливного и пускового газа, содержащей последовательно соединенные первый сепаратор, блок фильтров-сепараторов, подогреватель газа, блок редуцирования, включающий устройство редуцирования топливного газа и устройство редуцирования
пускового газа, причем выход устройства редуцирования топливного газа через второй сепаратор соединен с камерой сгорания газотурбинной установки, а выход устройства редуцирования пускового газа соединен с турбодетандером газотурбинной установки, в которой в отличие от прототипа подогреватель газа выполнен в виде двухфазного термосифонного теплообменника, в котором трубный пучок газа высокого давления погружен в раствор диэтиленгликоля, а в разделительной перегородке корпуса установлен пакет термосифонных труб с зонами испарения и конденсации, причем зона испарения соединена с системой горячего водоснабжения.
Термосифонный теплообменник в качестве подогревателя обеспечивает более высокий коэффициент теплопередачи и позволяет использовать утилизированное низкопотенциальное тепло для подогрева топливного и пускового газа. Это позволяет снизить затраты на перекачку природного газа, улучшить экологию.
Существо полезной модели поясняется чертежом, где показана принципиальная схема системы технологической подготовки топливного и пускового газа.
Система содержит первый сепаратор 1, блок фильтров-сепараторов 2, термосифонный теплообменник (подогреватель) 3, блок редуцирования 4, включающий устройство редуцирования топливного газа и устройство редуцирования пускового газа. Выход устройства редуцирования топливного газа соединен через второй сепаратор 5 с камерой сгорания 6 газотурбинной установки 7. Выход устройства редуцирования пускового газа соединен с турбодетандером 8 газотурбинной установки 7. Газотурбинная установка включает также осевой компрессор 9, турбину высокого давления 10, турбину низкого давления 11.
В термосифонном подогревателе 3 трубный пучок 12 газа высокого давления погружен в раствор диэтиленгликоля. Пакет термосифонных труб 13, имеющих зоны испарения и конденсации, закреплен в разделительной
перегородке 14 корпуса нагревателя. Зона испарения соединена с системой горячего теплоснабжения через патрубки 15, 16.
Система работает следующим образом. Газ, отбираемый из технологических коммуникаций компрессорной станции, поступает на первый сепаратор 1, где происходит его очистка от механических примесей. Далее газ поступает в блок фильтров-сепараторов 2, где происходит его более глубокая очистка от механических примесей и влаги. Затем газ поступает в термосифонный подогреватель 3, где подогревается до температуры 45-50°С с целью обеспечения устойчивой работы блока редуцирования и недопущения его промерзания, что может нарушить устойчивую работу газотурбинной установки.
Для подогрева газа в нижнюю часть корпуса термосифонного подогревателя 3 через патрубок 15 поступает горячая вода из существующей системы горячего тепловодоснабжения компрессорной станции, которая в свою очередь нагревается в утилизаторах теплоты выхлопных газов газотурбинной установки. Посредством пакета термосифонных труб 13 теплотой горячей воды нагревается раствор диэтиленгликоля, находящегося в верхней части корпуса подогревателя, через который тепло передается газу, проходящему по трубному пучку 12.
В блоке редуцирования 4 газ разделяется на два потока: один направляется в устройство редуцирования топливного газа, другой - в устройство редуцирования пускового газа. После редуцирования до давления 0,1-2,5 МПа топливный газ поступает во второй сепаратор 5, где происходит его повторная очистка от выделившейся при редуцировании влаги, и затем он направляется через соответствующие краны и клапаны в камеру сгорания 6 газотурбинной установки 7.
Пусковой газ, пройдя устройство редуцирования, снижает свое давление до 0,1-2,5 МПа и поступает через соответствующие краны на вход турбодетандера 8, где расширяясь до атмосферного давления, совершает полезную работу, идущую на раскрутку осевого компрессора 9 и турбины высокого
давления 10 газотурбинной установки 7, которая обеспечивает работу нагнетателя газа.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность работы системы подготовки топливного и пускового газа, обеспечивает энергосбережение, улучшение экологии.