СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к газовой промышленности, а именно к газоредуцирующему оборудованию с использованием газотурбодетандеров.
Полезная модель может быть использована в технологических процессах подготовки топливного газа путем его очистки, осушки, поддержания требуемого давления и расхода перед его подачей на газотурбинную установку газоперекачивающего агрегата.
Известна автоматическая газораспределительная станция типа «Исток», содержащая систему подготовки топливного газа включающую узел очистки газа, узел переключения и узел редуцирования, узел управления, автоматический подогреватель газа, соединенные между собой межблочными трубопроводами и кабелями (Каталог продукции ООО «НПП «Авиагаз-Союз+», http://www.agrs.ru/p_istok.html) - аналог.
Недостатком известного решения является недостаточная эффективность работы из-за того, что для понижения давления транспортируемого газа в узле редуцирования используется дросселирование, в ходе которого теряется энергия давления транспортируемого газа и, кроме того, осуществляется сжигание части магистрального газа для подогрева транспортируемого (топливного) газа для предотвращения гидратообразования. Сжигание органического топлива и выброс продуктов горения в атмосферу приводит к увеличению экологической нагрузки на окружающую среду.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности работы установки подготовки топливного газа, путем использования в ней, по меньшей мере, двух турбодетандеров, выполненных с возможностью выработки электроэнергии для запуска газотурбинного двигателя и подогрева топливного газа в процессе работы, а также подогрева укрытий газоперекачивающих агрегатов.
Указанный технический результат достигается тем, что, система подготовки топливного газа, содержащая узел очистки газа с размещенными в нем фильтрами, узел подогрева газа, узел редуцирования топливного газа и магистрали газа высокого и низкого давлений, дополнительно снабжена, по меньшей мере, двумя турбодетандерами, для привода во вращение электрогенераторов, по меньшей мере, один из турбодетандеров выполнен с возможностью подключения его входа к магистрали газа высокого давления, а на выходе каждого газотурбодетандера установлен автоматический регулятор давления газа.
Система, в которой турбодетандеры могут быть выполнены с возможностью подключения входа каждого из них к магистрали газа высокого давления.
Система, в которой узел очистки газа, может быть выполнен в виде блока.
Система, в которой узел редуцирования может быть выполнен в виде блока.
Система, в которой турбодетандеры могут быть объединены в блок.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1, где показана принципиальная схема системы подготовки топливного газа.
Система содержит узел очистки газа 1, который представляет собой фильтр-сепаратор 2 с многоразовым фильтрующим элементом. Предпочтительна конструкция фильтра, которая позволяет за короткое время снять и прочистить фильтрующий элемент, а слив конденсата из фильтра осуществить в дренажную емкость 3 автоматически по мере заполнения его до установленного уровня. Узел очистки 1 может быть соединен со свечой и расположен в отдельном блок-боксе (блоке). Узел редуцирования 4 состоит, по меньшей мере, из трех линий, подключенных ;параллельно, две из которых оснащены турбодетандерами 5, приводящими во вращение электрогенераторы 6 и одна линия снабженная регулятором давления 7. На выходе турбодетандеров 5, установлены регуляторы давления 8, например, осевого типа, имеющими малый вес, малые гидравлические потери и характеризующиеся простотой эксплуатации. Входы линий узла редуцирования выполнены с возможностью подключения каждой или одной из них к магистрали высокого давления 9. На линиях редуцирования, оснащенных турбодетандерами 5, после турбодетандеров 5 установлены регуляторы давления 8, поддерживающие постоянным давление в магистрали низкого давления 10, которая связана с выходами линий редуцирования. После узла редуцирования 4 газ проходит через измерительный комплекс 11, обеспечивающий замер расхода газа и далее подается в камеру сгорания (на фигурах не показана) газотурбинного двигателя 12. Измерительный комплекс 11 содержит, по меньшей мере, две линии замера, снабженные мерными соплами 13 и запорно-регулирующей арматурой 14. Узел подогрева газа 15 может быть выполнен газовым или электрическим, причем в последнем случае он содержит электронагреватели 16, например, калориферы с установленными в них трубчатыми электронагревателями.
Система подготовки топливного газа работает следующим образом.
Газ, отбираемый из технологических коммуникаций компрессорной станции поступает в узел очистки 1, где происходит его очистка от механических примесей и влаги, в частности, узел очистки может состоять из фильтров-сепараторов 2 с многоразовыми фильтрующими элементами. Затем газ поступает в узел подогрева 15, где подогревается до температуры 45-50°С для обеспечения устойчивости устойчивой работы узла редуцирования 4 и недопущения промерзания, что, в свою очередь, может нарушить устойчивую работу газотурбинного двигателя 12. Для подогрева газа узел подогрева 15 снабжен электронагревателями 16, например, калориферами с трубчатыми электрическими подогревателями, которые предназначены для подогрева воды, которая в свою очередь нагревает газ, направляемый в узел редуцирования 4. После редуцирования давления до величины 0,3-0,6 МПа, топливный газ может повторно очищаться в узле очистки 1 от выделившейся в процессе редуцирования влаги, а затем через соответствующие краны и клапаны топливный газ направляется в камеру сгорания газотурбинного двигателя 12. Электроэнергия, вырабатываемая электрогенераторами 6, используется для:
- запуска газоперекачивающих агрегатов 17, например, при помощи электростартеров 18,
- для подогрева газа в узле подогрева 15,
- для подогрева укрытий, в которых размещены газоперекачивающие агрегаты 17, электронагревателями 16,
- и для других собственных нужд компрессорной станции.
Во всех узлах системы подготовки топливного газа управление их работой (переключение с одной ветви на другую в рамках каждого узла) осуществляется посредством запорно-регулирующей арматуры, например, шаровых кранов.
Использование в заявляемой системе турбодетандеров позволяет использовать вырабатываемую ими электрическую энергию для запуска газотурбинного двигателя с помощью электрического стартера, для подогрева топливного газа в узле подогрева, для подогрева укрытий, в которых размещены газоперекачивающие агрегаты и для обеспечения собственных нужд энергопотребления компрессорной станции без дополнительного сжигания для этих нужд технологического газа.