БЛОК ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в составе газоперекачивающих агрегатов (ГПА) многоагрегатных компрессорных станций, а также в системах подготовки газа для различных установок.
Известен агрегатный блок подготовки топливного газа (АБПТГ), содержащий систему фильтрации, систему подогрева и систему редуцирования природного газа, подаваемого в качестве топливного газа в газотурбинный привод ГПА (патент РФ на полезную модель №78896).
Известен АБПТГ с системой фильтрации, содержащей устройства очистки, с системой подогрева с газомасляным подогревателем (патент РФ на полезную модель №92934), являющийся ближайшим аналогом.
Недостатками вышеуказанного АБПТГ является то, что при малой разности температур между газом и маслом (например, при низкой температуре масла во время пуска ГПА), газомасляный подогреватель имеет низкую эффективность.
Технической задачей данной полезной модели является повышение эффективности теплосъема с газомасляного подогревателя.
Технический результат достигается тем, что в блоке подготовки топливного газа (БПТГ), включающем газомасляный подогреватель (ГМП), устройство очистки, устройство для снижения давления и соединяющие их трубопроводы, устройство для снижения давления установлено перед ГМП, а устройство очистки газа расположено между устройством для снижения давления и ГМП. Для обеспечения работы при отрицательных температурах газа, может быть выполнен обогрев устройства для снижения давления, устройства очистки и трубопроводов их соединяющих. Устройство для снижения давления может быть выполнено с дистанционным управлением.
- расположение устройства для снижения давления (регулятора давления) перед ГМП позволяет использовать эффект Джоуля-Томпсона (понижение температуры газа за счет снижения давления), и при этом процессе (редуцировании) повышается теплосъем с ГМП вследствие увеличения разности температур между газом и маслом. Тем самым можно уменьшить размеры ГМП, и снизить затраты на обогрев газа, что, в свою очередь, позволяет уменьшить габариты, массу и затраты на эксплуатацию БПТГ.
- размещение устройства очистки после регулятора давления позволяет защищать от засорения секции ГМП за счет очистки газа от капельной влаги или твердых частиц. Кроме этого устройство очистки позволяет обеспечивать максимальный перепад температуры в ГМП за счет снижения температуры газа ниже точки росы при редуцировании газа. Образовавшиеся конденсат и гидраты будут задерживаться устройством очистки. В БПТГ в качестве устройства очистки газа может применяться имеющаяся система фильтрации с фильтрами-коалесцерами или сепаратор.
- при редуцировании газа в устройстве для снижения давления, температура может достигать значений ниже ноля. Для исключения обмерзания конденсата на внутренней или наружной поверхности трубопроводов и составных частей БПТГ может быть применен обогрев устройства очистки, устройства для снижения давления и трубопроводов между ними. Обогрев может осуществляться греющим кабелем установленным под теплоизоляцией.
- выполнение устройства для снижения давления с дистанционным управлением, позволяет производить автоматическое поддержание требуемой разности температур сред в ГМТ, тем самым обеспечивая высокий теплосъем при изменении температуры подаваемого в БПТГ газа и различных режимах работы. В качестве устройства для снижения давления с дистанционным управлением может применяться клапан регулирующий с электроприводом.
На Фиг. показана принципиальная схема блока подготовки топливного газа:
- устройство для снижения давления (регулятор давления) 1;
- манометры 2;
- клапаны предохранительные 3, 4;
- система очистки, содержащая два взаимно-резервирующих фильтра 5, газожидкостный сепаратор 6, запорные краны на участке подвода газа и отвода газа 7, дренажную систему с фильтров и сепаратора с клапанами 8, 9;
- газомаслянный подогреватель 10 и электрический подогреватель газа 11;
- сбросные краны 12, 13;
- устройства для обогрева 14: греющие кабели и теплоизоляция;
- датчики температуры 15 и давления 16;
- блок подготовки топливного газа может содержать второй регулятор давления 17;
Блок подготовки топливного газа работает следующим образом. Природный газ проходит через устройство для снижения давления (регулятор давления) 1, при этом происходит редуцирование природного газа, а именно понижается его давление и, следовательно, понижается температура. В устройстве очистки 6, представляющем собой газожидкостный сепаратор, происходит очистка от твердых частиц и жидкости, образовавшейся после редуцирования газа.
После очистки, охлажденный при редуцировании газ, направляется в ГМП 10. За счет увеличения разности температур между газом и маслом, обеспечивается высокий теплосъем. Очистка газа уменьшает засорение теплообменных секций газомасляного теплообменника. Устройство для снижения давления 1 с дистанционным управлением, в качестве которого применен клапан регулирующий с электроприводом, может позволить в зависимости от режима работы ГПА дистанционно или автоматически менять температуру газа на входе в ГМП 10. Этим обеспечивается необходимый теплосъем за счет перепада температур в зависимости от температуры подаваемого в БПТГ газа и режима работы ГПА. Например, при пуске ГПА, когда масло имеет низкую температуру, устройство для снижения давления 1 (клапан регулирующий) может поддерживать на входе в ГМП 10 температуру газа ниже температуры масла, что обеспечит нагрев газа. При росте температуры масла, для предотвращения перегрева газа, устройство для снижения давления 1 (клапан регулирующий) может уменьшить перепад давления, за счет этого повысится температура газа на входе в ГМП 10, перепад температур между газом и маслом уменьшится и уменьшится величина теплосъема.
После ГМП 10 природный газ проходит через фильтры 5 для тонкой очистки. В электрическом подогревателе 11 газ нагревается до необходимой температуры при недостаточной температуре газа в момент низкой температуры масла (при запуске ГПА). Применение второго регулятора давления 17 позволяет поддерживать постоянное давление газа на входе в газотурбинный двигатель (ГТД) (на фиг. показан).
Для управления и контроля температуры и давления на входе в ГМП 10 после устройства для снижения давления 1 установлены датчики температуры 15 и давления 16.
Устройства для обогрева 14: греющие кабели и теплоизоляция, предотвращает обмерзание конденсата на поверхности трубопроводов после устройства для снижения давления 1 перед ГПМ 10 и непосредственно на устройстве для снижения давления 1 и сепараторе 6.
Контроль давления после устройства для снижения давления 1 и в фильтрах 5 осуществляется манометрами 2. Дренаж газа при замене фильтрующих элементов производится через краны 12, при останове системы - через краны 13. Конденсат с фильтров 5 и сепаратора 6 проходит в дренажную систему, которая содержит клапаны 8, 9 для дистанционного слива. После устройств для снижения давления 1, 17 установлены предохранительные клапаны 3, 4 для защиты от превышения давления.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность теплосъема с ГМП в широком диапазоне работы ГПА, тем самым уменьшить габариты ГМП, затраты на электрообогрев газа. Это снижает габариты, массу БПТГ и затраты на его эксплуатацию.