УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПРИМИРОВАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА
DEVICE FOR COMPRESSION OF NATURAL GAS

Изобретение относится к области магистрального транспорта газа, в частности к компрессорным станциям (КС) подземных хранилищ газа (ПХГ).
Известна компрессорная станция подготовки газа для подачи его в магистральный газопровод, содержащая газоперекачивающие агрегаты (ГПА), включающие центробежные нагнетатели с приводом от газотурбинных двигателей, теплообменные аппараты охлаждения газа, трубопроводы и запорные органы. При этом газоперекачивающие агрегаты собраны попарно в блок-контейнерах с возможностью работы каждого из газоперекачивающих агрегатов одного блок-контейнера параллельно или последовательно (см. пат. РФ №2339871 С1, кл. F17D 1/02, 27.11.2008).
Известное изобретение решает задачу повышения эффективности применения газоперекачивающих агрегатов путем возможности переключения газоперекачивающих агрегатов на параллельную и последовательную работу. Однако известное решение обладает невысокой надежностью и эффективностью, а также содержит избыточное оборудование.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в создании устройства для компримирования природного газа для подземных хранилищ газа.
Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в повышении надежности и эффективности работы устройства на протяжении полного периода закачки в подземное хранилище газа в широком диапазоне изменения технологических параметров, а также в сокращении оборудования, входящего в состав устройства.
Сущность изобретения заключается в следующем. Устройство для компримирования природного газа содержит центробежный газовый нагнетатель (ЦБН), состоящий из первой и второй секций сжатия, установленных на одном валу в общем корпусе и соединенных с валом приводного газотурбинного двигателя, причем технологическая трубопроводная обвязка устройства выполнена с возможностью переключения первой и второй секций сжатия ЦБН с помощью управляющей запорной арматуры для обеспечения последовательного и параллельного режимов работы секций нагнетателя, при этом фильтр-сепаратор для поступления в него природного газа соединен с всасывающим коллектором и соединен с входом первой секции сжатия и одновременно через первую управляющую запорную арматуру с входом второй секции сжатия для направления в них природного газа из фильтра-сепаратора, выход первой секции сжатия через вторую управляющую запорную арматуру соединен с входом второй секции сжатия ЦБН, выход которой и выход первой секции сжатия ЦБН через третью управляющую запорную арматуру связаны с аппаратами воздушного охлаждения газа, и из них газ направляется в выпускной коллектор.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства, в состав которого входят всасывающий коллектор 1, фильтр-сепаратор 2, первая управляющая запорная арматура 3, вторая управляющая запорная арматура 4, третья управляющая запорная арматура 5, первая и вторая секции сжатия ЦБН 6 и 7 соответственно, приводной газотурбинный двигатель 8, аппараты воздушного охлаждения (АВО) газа 9 и 10, выпускной коллектор 11.
В качестве управляющей запорной арматуры могут быть использованы запорные краны или вентили.
Предложенная схема устройства для компримирования природного газа для подземных хранилищ газа отличается от известной тем, что центробежный нагнетатель конструктивно состоит из двух секций сжатия (первой 6 и второй 7), установленных на одном валу в общем корпусе и соединенных с валом приводного газотурбинного двигателя. Также у первой и второй секций сжатия ЦБН имеются свои вход и выход газа. При этом технологическая трубопроводная обвязка устройства выполнена с возможностью переключения первой и второй секций сжатия центробежного нагнетателя с помощью управляющей запорной арматуры: для последовательной работы, когда газ, выходя из первой секции сжатия 6, попадает на вход второй секции сжатия 7, и параллельной работы, когда газ поступает одновременно на вход первой и второй секций сжатия 6, 7 и выходит также одновременно из них. Для охлаждения компримированного газа в предлагаемом устройстве предусмотрены аппараты воздушного охлаждения газа 9 и 10. Обвязка аппаратов воздушного охлаждения внутри модуля - коллекторная, каждый аппарат имеет отключающую арматуру.
При последовательной работе первой и второй секций сжатия 6 и 7 газ из всасывающего коллектора 1 поступает в фильтр-сепаратор 2, откуда направляется на вход первой секции сжатия 6. С выхода первой секции 6 через открытую вторую управляющую запорную арматуру 4 газ подается на вход второй секции сжатия 7. При этом первая управляющая запорная арматура 3 закрыта. С выхода второй секции сжатия 7 газ поступает в аппараты воздушного охлаждения 9 и 10, откуда направляется в выпускной коллектор 11.
При параллельной схеме работы газ из всасывающего коллектора 1 поступает в фильтр-сепаратор 2, откуда направляется на вход первой секции сжатия 6 и одновременно через открытую первую управляющую запорную арматуру 3 на вход второй секции сжатия 7. При этом вторая управляющая запорная арматура 4 закрыта. С выхода первой секции сжатия 6 через открытую третью управляющую арматуру 5 и с выхода второй секции сжатия 7 газ поступает в аппараты воздушного охлаждения 9 и 10, откуда направляется в выпускной коллектор 11.
Эффективность изобретения проявляется в случае применения предлагаемого изобретения для компримирования природного газа на КС подземных хранилищ газа, когда в начале закачки требуются минимальный напор, определяемый отношением давлений в магистральном газопроводе (МГ) и ПХГ, и максимальная производительность ГПА, обеспечиваемые параллельной работой секций сжатия, а в конце закачки, когда отношение давлений максимально и производительность минимальна, режимы ее обеспечиваются последовательной работой секций сжатия.
Предлагаемое изобретение может быть использовано на КС магистральных газопроводов, на дожимных компрессорных станциях, а также на других объектах транспортировки, добычи и переработки природного газа.