МОБИЛЬНАЯ КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ОТКАЧКИ ГАЗА ИЗ ОТКЛЮЧЕННОГО УЧАСТКА МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА (ВАРИАНТЫ)

Полезные модели относятся к области транспортировки природного газа и могут быть использованы при техническом обслуживании и ремонте магистральных газопроводов (далее МГ), когда возникает необходимость удаления газа из отключенного участка МГ для проведения ремонтных работ.
Известна мобильная компрессорная установка для откачки газа из отключенного участка МГ по патенту RU №2108489, опубликованному 04.10.1998, включающая в себя нагнетатель, состоящий из компрессора с газотурбинным двигателем и эжектора.
Основным недостатком указанного технического решения является большая масса и крупные габаритные размеры установки, что обусловлено расчетами при проектировании компрессора, привода и другого оборудования, исходя из режима максимальных давлений на входе в компрессор (остаточного давления в участке) и потребляемой мощности при работе во всем диапазоне изменения мощности. Оснащение установки эжектором в качестве компрессора предварительного сжатия увеличивает упомянутый недостаток и требует сложной системы управления установкой для согласования производительности и давления на выходе из эжектора с производительностью и давлением на входе в компрессор. Это отрицательно сказывается на характеристиках мобильности: снижается скорость движения на марше, повышаются требования к покрытию и рельефу дороги и рабочей площадки для размещения установки, увеличивается время перевода установки из маршевого в рабочий режим, снижается надежность ее эксплуатации. Учитывая, что МГ расположены преимущественно в отдаленных и безлюдных регионах с плохой или отсутствующей дорожной инфраструктурой, указанный недостаток делает практически невозможным создание эффективной мобильной установки.
Наиболее близким техническим решением является мобильная компрессорная установка для откачки газа из отключенного участка МГ по патенту RU №2303710 опубликованному 27.07.2007.
Мобильная компрессорная установка содержит компрессор с входными и выходным трубопроводами для подключения компрессора к отключенному и действующему участкам соответственно, привод с выхлопным трубопроводом и дросселирующее устройство во входном трубопроводе.
Недостатком указанного технического решения - мобильной компрессорной установки для откачки газа является низкая производительность компрессорной установки, что приводит к значительному увеличению времени откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода.
Задачами полезных моделей являются: сокращение времени откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода за счет увеличения производительности мобильной компрессорной станции, возможность транспортировки и подсоединения мобильной компрессорной станции к любому участку газопровода, за счет малых массы и габаритных размеров модулей.
Технический результат в мобильной компрессорной станции для откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода, по ее первому варианту, содержащей компрессорную установку с входом и выходом для подключения компрессорной установки к отключенному и действующему участкам магистрального газопровода соответственно, достигается тем, что компрессорная установка содержит последовательно соединенные через трубопроводы и запорную арматуру модули компрессорных агрегатов в количестве N>1, где N - натуральный ряд чисел, каждый модуль компрессорного агрегата снабжен одним входным и двумя выходными патрубками, причем один из выходных патрубков каждого модуля предназначен для подсоединения через дополнительные трубопроводы и запорную арматуру к действующему участку магистрального газопровода, а другой выходной патрубок каждого предыдущего модуля подключен к входному патрубку каждого последующего модуля, кроме последнего, все N модули компрессорных агрегатов снабжены регулирующей арматурой, измерительными приборами по давлению и температуре газа и приводом.
Технический результат в мобильной компрессорной станции для откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода, по ее второму варианту, содержащей компрессорную установку с входом и выходом для подключения компрессорной установки к отключенному и действующему участкам магистрального газопровода соответственно, достигается тем, что компрессорная установка содержит последовательно соединенные, через трубопроводы и запорную арматуру, модули компрессорных агрегатов, в количестве N>1,где N - натуральный ряд чисел, первый модуль компрессорного агрегата снабжен одним входным и двумя выходными патрубками, каждый модуль компрессорного агрегата, кроме первого модуля компрессорного агрегата, снабжен двумя входными патрубками и двумя выходными патрубками, причем один из входных патрубков N модулей компрессорных агрегатов предназначен для подключения к отключенному участку магистрального газопровода через дополнительный трубопровод и запорную арматуру, а другой входной патрубок каждого модуля компрессорных агрегатов, кроме первого модуля компрессорного агрегата, подключен к выходному патрубку каждого предыдущего модуля компрессорных агрегатов, причем один из выходных патрубков каждого N модуля компрессорных агрегатов предназначен для подсоединения через дополнительный трубопровод и запорную арматуру к действующему участку магистрального газопровода, а другой выходной патрубок каждого предыдущего модуля подключен к входному патрубку последующего модуля, кроме последнего, все N модули компрессорных агрегатов снабжены регулирующей арматурой, измерительными приборами по давлению и температуре газа и приводом.
На Фиг.1 изображена мобильная компрессорная станция для откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода по первому варианту предлагаемого устройства.
На Фиг.2 изображена мобильная компрессорная станция для откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода по второму варианту предлагаемого устройства.
i
i
i
i
i
1
1
2
2
i
i
i
i
i
3
3
На Фиг.1 изображена мобильная компрессорная станция с двумя модулями компрессорных агрегатов с подключенными к ней отключенным 1 и действующим 2 участками магистрального газопровода, два модуля 3 компрессорных агрегатов последовательно соединены через трубопроводы и запорную арматуру. Например: каждый модуль 3компрессорного агрегата состоит из высокооборотного, одноступенчатого, со встроенным мультипликатором, полуоткрытым рабочим колесом, центробежного компрессора 4, компрессора 4 модулей 3 компрессорных агрегатов имеют различную производительность по условиям всаса соответственно-центробежный компрессор 4 первого модуля 3 компрессорного агрегата-6030 м\час; центробежный компрессор 4 второго модуля 3 компрессорного агрегата - 3800 м\час; каждый модуль 3 компрессорного агрегата снабжен одним входным 5 и двумя выходными патрубками, 6, 7, запорной и регулирующей арматурой, измерительными приборами по давлению и температуре газа, и снабжен индивидуальным приводом 8 (газотурбинный двигатель), где i=2.
1
1
1
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
2
2
2
1
1
Запорная арматура представленная на Фиг.1 содержит: задвижку 9 на входном патрубке 5 модуля 3 Компрессорного агрегата; задвижку 10 на выходном патрубке 6, модуля 3 компрессорного агрегата; обратный клапан 11 на выходном патрубке 6, модуля 3 компрессорного агрегата; обратный клапан 12 на выходном патрубке 7 модуля компрессорного агрегата 3; задвижку 13 на подаче газа, на привод 8 модуля 3компрессорного агрегата; задвижку 14 на входном патрубке 5 второго модуля 3 компрессорного агрегата соединенного с выходным патрубком 7 первого модуля 3 компрессорного агрегата.
i
i
i
i.
i
1
i
i
Регулирующая арматура представляет собой регулирующий клапан 15 который соединяет входной патрубок 5 модуля компрессорного агрегата 3 с выходном патрубком 6 модуля компрессорного агрегата 3через трубопровод. На фиг.1 изображены: дополнительные трубопроводы 16, 17 на отключенном 1 и действующем 2 участках магистрального газопровода соответственно; продувочные свечи 18, 19 на отключенном 1 и действующем 2 участках магистрального газопровода соответственно, через которые соединены: задвижка 9 через дополнительный трубопровод 16, через продувочную свечу 18, с отключенным участком 1 магистрального газопровода; задвижка 10 через дополнительный трубопровод 17, через продувочную свечу 19. с действующим участком 2 магистрального газопровода; задвижка 13 через дополнительный трубопровод 17, через продувочную свечу 19, с действующим участком 2 магистрального газопровода.
Измерительные приборы на чертеже не указаны и представляют собой: по давлению - манометры, по температуре - датчики температур, например термометр сопротивления.
i
i
i
i
i
1
1
2
2
i
1
2
2,
2,
i
i
i
i
3
3
На Фиг.2 изображена мобильная компрессорная станция с подключенными к ней отключенным 1 и действующим 2 участками магистрального газопровода, модули 3 компрессорных агрегатов в количестве двух последовательно соединены через трубопроводы и запорную арматуру. Например: каждый модуль 3 компрессорного агрегата состоит из высокооборотного, одноступенчатого, со встроенным мультипликатором, полуоткрытым рабочим колесом, центробежного компрессора 4, компрессора 4 модулей 3 компрессорных агрегатов имеют различную производительность по условиям всаса соответственно- центробежный компрессор 4 первого модуля 3 компрессорного агрегата -6030 м\час; центробежный компрессор 4 второго модуля 3 компрессорного агрегата - 3800 м\час; первый модуль 3 компрессорного агрегата снабжен одним входным патрубком 5, а второй модуль 3 компрессорного агрегата двумя входными патрубками 520 каждый модуль 3 компрессорных агрегатов снабжен двумя выходными патрубками 6, 7, запорной и регулирующей арматурой, измерительными приборами по давлению и температуре газа, снабжен приводом 8(газотурбинный двигатель), где i=2.
1
1
1
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
2
2
2
1
1
2
2
2
Запорная арматура представленная на чертеже содержит: задвижку 9 на входном патрубке 5 модуля 3 компрессорного агрегата соединенную с отключенным участком 1 магистрального газопровода через дополнительный трубопровод 16 и продувочную свечу 18; задвижку 10 на выходном патрубке 6 модуля 3 компрессорного агрегата соединенного с действующим участком 2 магистрального газопровода через дополнительный трубопровод 17 и продувочную свечу 19; обратный клапан 11 на выходном патрубке 6 модуля 3 компрессорного агрегата соединенного с действующим участком 2 магистрального газопровода через дополнительный трубопровод 17 и продувочную свечу 19; обратный клапан 12 на выходном патрубке 7 модуля 3 компрессорного агрегата; задвижку 13 на подаче газа, с действующего участка 2 магистрального газопровода, на привод 8 компрессорного агрегата, через дополнительный трубопровод 17 и продувочную свечу 19, задвижку 14 на входном патрубке 5 второго модуля 3 компрессорного агрегата соединенного с выходным патрубком 7 первого модуля 3 компрессорного агрегата, задвижку 21 на входном патрубке 20 второго модуля 3 компрессорного агрегата соединенного с отключенным участком 1 магистрального газопровода через дополнительный трубопровод 16 и продувочную свечу 18.
i
i
i
Регулирующая арматура представляет собой регулирующий клапан 15 который соединяет входной патрубок 5 с выходном патрубком 6 через трубопровод.
Измерительные приборы на чертеже не указаны и представляют собой: по давлению - манометры, по температуре - датчики температур, например термометр сопротивления.
Рассмотрим работу мобильной компрессорной станции - по первому ее варианту, изображенному на Фиг.1.
i
i,
i,
i
1
1
2
2
1
1
2
2
1
1
Отключенный участок 1 магистрального газопровода соединяют с действующим участком 2 магистрального газопровода через дополнительные трубопроводы 16, 17 и последовательно соединенные, через запорную арматуру модули 3 компрессорных агрегатов в количестве более одного, например, два с соответствующими патрубками, 5 6 7 дополнительные трубопроводы 16, 17 подключают к отключенному 1 и действующему 2 участкам магистрального газопровода через продувочные свечи 18, 19 имеющиеся на отключенном 1 и действующем 2 участках магистрального газопровода соответственно и запорную арматуру, перекачку газа производят в следующей последовательности: первоначально соединяя первый модуль 3 компрессорного агрегата с отключенным 1 и действующим 2 участками магистрального газопровода через дополнительные трубопроводы 16, 17 соответственно и запорную арматуру, начинают перекачку газа из отключенного 1 участка магистрального газопровода в действующий 2 участок магистрального газопровода, при достижении отношения давления газа, между отключенным 1 и действующим 2 участками магистрального газопровода, равному степени сжатия первого модуля 3 компрессорного агрегата, подключают входной патрубок 5 второго модуля 3 компрессорного агрегата к выходному патрубку 7 первого модуля 3 компрессорного агрегата, а выходной патрубок 6 второго модуля 3 компрессорного агрегата подключают к действующему 2 участку магистрального газопровода через дополнительный трубопровод 17, запорную арматуру, продувочную свечу 19 и отключают выходной патрубок 6 первого модуля 3 компрессорного агрегата от действующего участка 2 магистрального газопровода через дополнительный трубопровод 17, запорную арматуру, продувочную свечу 19, и продолжают перекачку газа из отключенного участка 1 магистрального газопровода в действующий участок 2 магистрального газопровода, до требуемого заданного значения давления в отключенном участке 1 магистрального газопровода.
Рассмотрим работу мобильной компрессорной станции - по второму ее варианту, изображенному на Фиг.2.
i
i
i
i
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2
2
2
2
1
1
1
1
Отключенный участок 1 магистрального газопровода соединяют с действующим участком 2 магистрального газопровода через дополнительные трубопроводы 16, 17 и соединенные, через запорную арматуру, модули 3 компрессорных агрегатов, например, два с соответствующими патрубками 5, 6, 7, 20 соединенные между собой последовательно через трубопроводы и запорную арматуру, каждый из которых одновременно подсоединяют через дополнительные трубопроводы 16, 17 и запорную арматуру к отключенному 1 и действующему участкам 2 магистрального газопровода соответственно, дополнительные трубопроводы 16, 17 подключают к отключенному 1 и действующему участкам 2 магистрального газопровода через продувочные свечи 18, 19 имеющиеся на отключенном 1 и действующем 2 участках магистрального газопровода соответственно и запорную арматуру, при перекачке газа в действующий участок 2 магистрального газопровода осуществляют первоначальную откачку газа одновременно первым и вторым 3, 3 модулями компрессорных агрегатов, соединяя первый и второй модули 3, 3 компрессорных агрегатов, через патрубки 5, 20, 6, 6, через дополнительные трубопроводы 16, 17 к отключенному1 и действующему 2 участкам магистрального газопровода и запорную арматуру, при достижении отношения давления газа, между отключенным 1 и действующим 2 участками магистрального газопровода, равному степени сжатия одного модуля компрессорного агрегата, отключают входной патрубок 20 второго модуля 3 компрессорного агрегата от дополнительного трубопровода 16 подключенного к отключенному участку 1 магистрального газопровода через продувочную свечу 18 и запорную арматуру и подключают входной патрубок 5 второго модуля 3 компрессорного агрегата к выходному патрубку 7 первого модуля 3 компрессорного агрегата, и отключают выходной патрубок 6 первого модуля 3 компрессорного агрегата от дополнительного трубопровода 17 подключенного к действующему участку 2 магистрального газопровода через продувочную свечу 19 и запорную арматуру, и продолжают перекачку газа из отключенного участка 1 магистрального газопровода в действующий участок 2 магистрального газопровода, до требуемого заданного значения давления в отключенном участке 1 магистрального газопровода.
Степень сжатия - есть отношение конечного и начального давлений газа, измеряемые соответственно на нагнетательном и всасывающем патрубках компрессорного агрегата, является важной технической характеристикой для проведения газодинамических расчетов (В.Ф.Рис «Центробежные компрессорные машины» М. 1981 г.)
Сокращение времени откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода в действующий участок магистрального газопровода, по сравнению с прототипом, достигается применением модулей компрессорных агрегатов большей производительности при малых весе и габаритных размерах.
Термины «подключать» и «производится подключение» применяемые в описании работы мобильной компрессорной станции в ее первом и втором вариантах означают открытие запорной арматуры.
Термин «отключать» применяемый в описании работы мобильной компрессорной станции в ее первом и втором вариантах означают закрытие запорной арматуры.