УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ СЖАТОГО ГАЗА КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА

Полезная модель относится к области компрессорных станций магистральных газопроводов и, в частности, к аппаратам воздушного охлаждения газа с выработкой электроэнергии для электроснабжения собственных нужд компрессорной станции.
Известен способ охлаждения сжатого природного газа, согласно которому при высоких температурах воздуха производят распыление воды в воздушном потоке перед аппаратом воздушного охлаждения (АВО) газа и производят испарительное охлаждение этого воздуха и интенсифицируют процесс охлаждения природного газа (Патент РФ №2200907, МПК F24F 3/14). Недостатком этого способа охлаждения сжатого природного газа используемого в аппаратах воздушного охлаждения компрессорных станций является большой расход электроэнергии на электродвигатели вентиляторов АВО.
Наиболее близким по технической сущности к предполагаемой полезной модели является техническое решение, предложенное в патенте РФ №2613791 «Устройство косвенно-испарительного охлаждения сжатого газа компрессорной станции магистрального газопровода». Это устройство содержит два вертикальных концентрических цилиндра, зазор между внешним и внутренним концентрически установленными цилиндрами образует сухой канал, а во внутреннем цилиндре находится влажный канал. Внутренняя стенка внутреннего канала покрыта слоем гидрофобной капиллярно-пористой поверхности непрерывно смачиваемой водой, при этом верхняя часть сухого канала связана с атмосферой через входное воздушное кольцевое сопло, на верхней части внутреннего цилиндра находится подвижный, установленный на подшипниках, корпус трубы Вентури, снабженный ветряным флюгером, Внутри корпуса трубы Вентури размещена ветроэнергетическая установка с ветроколесом и электрогенератором. Во внутреннем влажном канале размещен трубчатый змеевик теплообменной поверхности газоохладителя. Трубопровод подвода природного газа, сжатого в нагнетателе газоперекачивающей установки, связан с верхней частью змеевика теплообменной поверхности газоохладителя, а трубопровод отвода охлажденного газа подключен к нижней части змеевика теплообменной поверхности.
Устройство косвенно-испарительного охлаждения сжатого газа компрессорной станции магистрального газопровода (Патент РФ №2200907) принято в качестве прототипа предлагаемой полезной модели.
Недостатки этого устройства связаны с недостаточно высокой интенсивностью теплообмена в газоохладителе, конструктивной сложностью и повышенной стоимостью устройства охлаждения сжатого газа.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является повышение интенсивности охлаждения газа с одновременным получением воды для смачивания гидрофобной капиллярно-пористой поверхности и выработки электроэнергии, которая может использоваться для электроснабжения собственных нужд компрессорной станции.
Поставленная задача достигается тем, что устройство охлаждения сжатого газа компрессорной станции магистрального газопровода содержит внешний и внутренний вертикальные цилиндры, образующие между собой сухой канал верхняя часть которого связана с атмосферой, на верхней части внутреннего цилиндра на подшипнике установлен снабженный флюгером подвижный корпус трубы Вентури, внутри которой размещена ветроэнергетическая установка, снабженная ветроколесом и электрогенератором. Во внутреннем цилиндре находятся влажный канал, в котором размещены змеевик газоохладителя, трубопровод подвода нагретого газа, подключенный к верхней части змеевика газоохладителя, трубопровод отвода охлажденного газа, подключенный к нижней части змеевика газоохладителя, и гидрофобное капиллярно-пористое покрытие, смачиваемое водой, при этом слой гидрофобного капиллярно-пористого покрытия находится на змеевике газоохладителя, причем в нижней части внутреннего цилиндра установлены направляющие пластины для стока в водяную емкость конденсированной влаги, ветроэнергетическая установка размещена в выходной части корпуса трубы Вентури по ходу движения воздуха.
На Фиг. 1 изображено устройство охлаждения сжатого газа компрессорной станции магистрального газопровода, которое содержит флюгер 1, корпус трубы Вентури 2, ветроколесо ветронергетической установки 3, подшипник 4, внутренний цилиндр 5, змеевик газоохладителя 6, слой гидрофобного капиллярно-пористого покрытия 7, внешний цилиндр 8, направляющие пластины 9, водяная емкость 10, трубопровод подвода воды к слою гидрофобного капиллярно-пористого покрытия 11, насос 12, трубопровод подвода нагретого газа 13, трубопровод отвода охлажденного газа 14, трубопровод отвода воды 15.
Устройство охлаждения сжатого газа компрессорной станции магистрального газопровода работает следующим образом. Атмосферный воздух поступает во внешний цилиндр 8 и движется вниз через сухой канал, охлаждаясь за счет контакта воздуха с холодной стенкой внутреннего цилиндра 5 с конденсацией паров воды, содержащихся в воздухе. Вышедший из сухого канала охлажденный воздух движется вверх через внутренний цилиндр, обтекает слой гидрофобного капиллярно-пористого покрытия 7 змеевика газоохладителя 6, увлажняется за счет испарения воды из этого слоя 7 и поступает в среднюю часть корпуса трубы Вентури 2. В ее входную часть входит ветровой поток атмосферного воздуха, который ускоряясь в трубе Вентури, уменьшает статическое давление в средней части ее корпуса. Затем ускоренная смесь потоков атмосферного воздуха и увлажненного воздуха, вышедшего из внутреннего цилиндра 5 приводит во вращение ветроколесо ветронергетической установки 3, вырабатывающей электроэнергию.
Разность плотностей атмосферного воздуха, подводимого через внешний цилиндр 8, и воздуха в узком сечении трубы Вентури 2 приводит к повышению скорости воздуха во внутреннем цилиндре 5, который способствует интенсификации теплообмена и повышению эффективности охлаждения газа в змеевике газоохладителя 6. В водяную емкость 10 поступает вода, неиспарившаяся из слоя гидрофобного капиллярно-пористого покрытия 7, а также вода, сконденсированная из воздуха при понижении его температуры до температуры точки росы. Большая часть воды из трубопровода 15 направляется к внешнему потребителю, а ее меньшая часть подается по трубопроводу 11 для подпитки слоя гидрофобного капиллярно-пористого покрытия 7.
По сравнению с прототипом, данное техническое решение позволяет повысить интенсивность теплообмена и охлаждения газа в змеевике газоохладителя, а также упростить и удешевить конструкцию устройства.