АВТОНОМНАЯ БЛОЧНО-МОДУЛЬНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ
SELF-CONTAINED BLOCK-MODULAR AUTOMATED GAS DISTRIBUTION STATION

Изобретение относится к газораспределительным станциям, размещаемым на ответвлениях магистральных трубопроводов, и может быть использовано в газовой промышленности.
Известна газораспределительная станция [RU 2079040, опубл. 10.05.1997 г., МПК F17D 1/04], включающая входной и выходной газопроводы, технологический блок с последовательно расположенными узлами переключения, очистки газа со сборником конденсата, подогрева газа с теплообменником-отопителем, редуцирования, состоящим из двух ниток, замера расхода, системой одоризации, включающей емкость одоранта и одоризатор, а также котел нагрева теплоносителя и блок контроля и аварийно-предупредительной сигнализации.
Недостатками известной станции является отсутствие автоматического управления и невозможность обеспечения газом нескольких потребителей.
Наиболее близкой по технической сущности к предложенному изобретению является полезная модель газораспределительной станции, работающей по "малолюдной" технологии, также предназначенная для подачи газа одному потребителю [RU 124943, опубл. 20.02.2013, МПК F17D 3/01], которая включает последовательно расположенные, соединенные трубопроводами: блок переключения, состоящий из узлов высокого и низкого давления, подогреватель газа, блок редуцирования, состоящий из основной (рабочей) и резервной ниток, оснащенных фильтрами очистки газа (узлами очистки) с подземной емкостью сбора конденсата, расходомерную нитку (коммерческий узел учета газа), блок одоризации газа, соединенный с подземной емкостью одоранта. Станция оборудована пневмоприводной и электроприводной запорно-регулирующей арматурой и управляется системой автоматического управления, получающей данные от датчиков температуры, давления, перепада давления и уровня. Станция требует оснащения системами отопления и вентиляции, узлом подготовки импульсного и топливного газа, а также системой катодной защиты в связи с наличием подземных емкостей.
Основными недостатками данной станции являются:
- невозможность автономной работы из-за отсутствия системы автономного энергообеспечения,
- невозможность обеспечения газом нескольких потребителей из-за наличия только одной рабочей нитки,
- невозможность изменения производительности станции в диапазоне, превышающем рабочие диапазоны блока редуцирования и узла коммерческого учета,
- наличие подземных емкостей, что обусловливает высокий расход электроэнергии на катодную защиту от коррозии и высокую металлоемкость станции,
- установка подогревателя до узлов очистки газа, что приводит к его загрязнению, а также испарению капельной жидкости (при ее наличии в газе высокого давления), и необходимости подогрева газа до более высокой температуры для предотвращения обмерзания оборудования, что увеличивает расход топлива.
Задачей предлагаемого изобретения является автономность работы станции, обеспечение газом нескольких потребителей, изменения производительности станции в диапазоне, превышающем рабочие диапазоны блока редуцирования и узла коммерческого учета, снижение металлоемкости станции и уменьшение энергопотребления.
Технический результат - автономность работы станции за счет ее оборудования блоком автономного энергообеспечения, обеспечение газом нескольких потребителей и изменение производительности станции в диапазоне, превышающем рабочие диапазоны блока редуцирования и узла коммерческого учета, за счет модульной компоновки станции, состоящей из модуля подготовки газа и нескольких модулей редуцирования и учета газа, снижение металлоемкости станции за счет исключения подземных емкостей сбора конденсата и хранения одоранта, а также уменьшение энергопотребления за счет установки подогревателя газа после узла очистки и исключения системы катодной защиты.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой станции, оборудованной пневмоприводной и электроприводной запорно-регулирующей арматурой, управляемой с помощью системы автоматического управления, получающей данные с датчиков температуры, давления и уровня, включающей блок переключения с узлами переключения высокого и низкого давления, блок редуцирования с рабочей и резервной нитками, узлы очистки и коммерческого учета газа, а также блок одоризации с емкостью одоранта, системы отопления и вентиляции, особенностью является то, что станция оснащена оборудованием наземного исполнения и состоит из модуля подготовки газа, который включает блок переключения, дополнительно оснащенный узлом распределения, узел очистки и подогреватель, расположенные на линии газа высокого давления между узлом переключения высокого давления и узлом распределения, а также блок одоризации газа, расположенный на линии газа низкого давления после узла переключения низкого давления, и блок автономного энергообеспечения, кроме того, станция включает по меньшей мере один модуль редуцирования и учета газа, который состоит из по меньшей мере одного блока редуцирования, соединенного линией газа высокого давления с узлом распределения и оснащенного линией газа низкого давления, на которой размещен узел коммерческого учета, соединенный с узлом переключения низкого давления, при этом узел распределения соединен с линией газа низкого давления перед узлом коммерческого учета байпасными линиями, на которых расположены блок автономного энергообеспечения и пневмоприводная запорно-регулирующая арматура, а подогреватель состоит из узла нагрева газа, соединенного линией подачи охлажденного теплоносителя с системой отопления и линией подачи нагретого теплоносителя с узлом нагрева теплоносителя, который оборудован системой утилизации конденсата и оснащен линиями подачи воздуха, топливного газа и вывода теплоносителя.
Узел очистки газа выполнен, например, в виде фильтра, или центробежно-вихревого (или иного центробежного) сепаратора, или их комбинации. Система утилизации конденсата выполнена, например, в виде устройства с узлами испарения, сепарации и каталитического окисления или огневого дожига паров конденсата. Узел нагрева газа может представлять собой теплообменник любой конструкции, известной из уровня техники. Узел нагрева теплоносителя может быть выполнен в виде нагревательной печи огневого или беспламенного типа, в котором в качестве теплоносителя выступает либо отходящий (дымовой) газ, либо нагретый воздух. В последнем случае узел нагрева теплоносителя дополнительно оснащен линией вывода отходящего газа. Блок автономного энергообеспечения может представлять собой, например, детандер-генератор.
Для снабжения газом нескольких потребителей модули редуцирования и учета газа могут быть оснащены несколькими рабочими нитками по числу потребителей (предпочтительно не более трех ниток каждый), оборудованными датчиками и запорно-регулирующей арматурой.
При необходимости изменения производительности станции при появлении новых или отключении существующих потребителей в диапазоне, превышающем рабочие диапазоны блока редуцирования и узла коммерческого учета, станцию оснащают несколькими модулями редуцирования и учета газа с производительностью каждого модуля, не меньшей, чем ожидаемое минимальное потребление газа. При этом модуль подготовки газа имеет производительность не меньшую, чем ожидаемое максимальное потребление газа. Производительность станции при этом изменяют путем изменения количества модулей редуцирования и учета газа (целесообразно - типовых), необходимое количество которых может находиться в резерве, обеспечивая устойчивое функционирование территориальной системы газоснабжения и снижая ее стоимость за счет рационального использования производственных мощностей.
Оснащение станции одним узлом очистки газа, установленным до подогревателя, упрощает станцию и снижает ее металлоемкость, а также снижает потребление топлива благодаря предотвращению загрязнения теплообменных поверхностей механическими примесями и более полному отделению капельной жидкости, поступающей вместе с газом.
Наземное исполнение оборудования станции позволяет исключить систему катодной защиты, за счет чего снизить потребление электроэнергии, а оборудование модуля подготовки газа блоком автономного энергообеспечения обеспечивает работу станции без использования сторонних источников энергии. Оснащение подогревателя газа системой утилизации конденсата позволяет исключить из состава станции емкость сбора конденсата, за счет чего упростить станцию и снизить ее металлоемкость.
Оснащение блока переключения узлом распределения позволяет направлять газ высокого давления на собственные нужды (на топливо нагревателя воздуха, на питание приводов запорно-регулирующей арматуры и блока автономного энергообеспечения) и распределять поток газа между модулями редуцирования и учета газа, что позволяет обеспечивать газом нескольких потребителей.
Оснащение станции несколькими модулями редуцирования и учета газа, которые включают по меньшей мере один блок редуцирования, обеспечивает возможность изменения производительности станции в диапазоне, превышающем рабочие диапазоны блока редуцирования и узла коммерческого учета.
Предлагаемая автономная блочно-модульная автоматизированная газораспределительная станция включает модуль подготовки газа 1, состоящий из блока переключения 2 с узлом переключения высокого давления 3, узлом распределения 4 и узлом переключения низкого давления 5, узла очистки газа 6, подогревателя с узлами нагрева газа 7 и теплоносителя 8, блока одоризации газа 9 с емкостью одоранта и блока автономного энергообеспечения 10. Кроме того, станция включает по меньшей мере один модуль редуцирования и учета газа 11, который состоит из по меньшей мере одного блока редуцирования 12 (резервная нитка условно не показана, условно показана одна рабочая нитка) с узлом коммерческого учета 13.
При работе станции газ высокого давления, поступающий по линии 14 через узел 3, очищают в узле 6, нагревают в узле 7 горячим теплоносителем, подаваемым по линии 15 из узла 8, и через узел 4 небольшую часть подают на собственные нужды по байпасным линиям 16 для питания блока 10 и пневмоприводной запорно-регулирующей арматуры 17, а основную часть редуцируют в блоке 12 и по линии 18 через узел коммерческого учета 13, узлы 5 и 9 направляют потребителю. В узел 8 по линии 19 подают топливо, например газ из одной из байпасных линий 16, по линии 20 - воздух, а по линии 21 - конденсат. При подаче по линии 15 нагретого воздуха в качестве теплоносителя из узла 8 по линии 22 выводят отходящий (дымовой) газ (показано пунктиром). Охлажденный теплоноситель из узла нагрева газа 7 по линии 23 подают в системы отопления.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет эксплуатировать станцию в автономном режиме, обеспечивая газом нескольких потребителей, изменять производительность станции в диапазоне, превышающем рабочие диапазоны блока редуцирования и узла коммерческого учета, снижает металлоемкость станции, уменьшает энергопотребление и может быть использовано в газовой промышленности.