ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩАЯ КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА

Предлагаемая полезная модель относится к конструкциям газоперекачивающих станций магистральных газопроводов, предназначенных для обеспечения транспортировки природного газа по магистральным газопроводам.
Наиболее близкой к предлагаемой является газоперекачивающая компрессорная станция магистрального газопровода (КС), включающая газотурбинный приводной двигатель (ГТД) с компрессором природного газа, блок очистки газа, блок подготовки топливного, пускового и импульсного газов, установку для охлаждения природного газа, блок вентиляции и вспомогательное оборудование [Информация сектора РНТИ ОАО "НПО им. М.В.Фрунзе", Газоперекачивающие агрегаты, компрессорные станции и установки для газовой и нефтяной промышленности" РВА "Компьютерные Системы", 1999, Украина, с.13].
Недостаток описанной газоперекачивающей компрессорной станции магистрального газопровода заключается в недостаточной экономичности, поскольку выхлопные газы с ГТД, имеющие довольно высокую температуру, практически не утилизируют и не используют.
В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача создания более экономичной газоперекачивающей компрессорной станции магистрального газопровода за счет создания условий для утилизации и использование тепла выхлопных газов с ГТД.
Поставленная задача решается в предлагаемой газоперекачивающей компрессорной станции магистрального газопровода, которая, как и известная, включает газотурбинный приводной двигатель (ГТД) с компрессором природного газа, блок очистки газа, блок подготовки топливного, пускового и импульсного газов, установку для охлаждения природного газа, блок вентиляции и вспомогательное оборудование, а, в соответствии с предложением, газоперекачивающая компрессорная станция дополнительно снабжена, по меньшей мере, одним паровым котлом-утилизатором, предназначенным для его обогревания выхлопными газами с ГТД, а выход котла-утилизатора направлен на паровую турбину, вал которой кинематически соединен с электрогенератором.
Особенностью предлагаемой полезной модели является и то, что выход котла-утилизатора соединен также с установкой для получения жидкой углекислоты из дымовых газов.
В качестве ГТД может быть использован стационарный двигатель или двигатель авиационного или судового типа.
Благодаря использованию части полученного системой сухого насыщенного пара для оборота паровой турбины, кинематически соединенной с электрогенератором, созданы условия для покрытия части собственных потребностей системы в электроэнергии. Таким образом, созданная система является более экономичной, чем система-прототип.
На чертеже схематически показана предлагаемая газоперекачивающая компрессорная станция магистрального газопровода.
Предлагаемая газоперекачивающая компрессорная станция магистрального газопровода (КС) включает газотурбинный газоперекачивающий агрегат 1, содержащий ГТД с компрессором природного газа. В качестве ГТД использован авиационный двигатель типа НК-36СТ. Выхлопной тракт 2 ГТД через улитку выхлопную, подключен к паровому котлу-утилизатору 3. Паровой котел-утилизатор 3 предназначен для производства пара, с целью утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного газоперекачивающего агрегата 1 (ГПА). КС снабжена тремя паровыми котлами-утилизаторами 3. Каждый паровой котел-утилизатор 3 содержит регулируемые задвижки 4, предназначенные для регулирования давления потока воды на входе к котлу 3 и давления насыщенного пара на выходе из котла 3. Каждый ГПА снабжен дымовой трубой 5. Для получения жидкой углекислоты из дымовых газов КС снабжена дымососом 6, установленным между установкой 7 для получения жидкой углекислоты и дымовой трубой 5. На входе к установке 7 установлен шибер 8 в дымоходе 9 с котельной 10. Котельная 10 имеет вход для природного газа и вход для атмосферного воздуха. Каждый из упомянутых входов снабжен регулируемой задвижкой 11. Для регулирования затрат воздуха на входе к топке котельной 10 установлен вентилятор 12. Установка 7 снабжена системой поддерживания коэффициента излишка воздуха α в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92, включающей блок управления 13, гальванически соединенный с газоанализатором 14, предназначенным для генерации электрического сигнала, уровень значения которого соответствует значению коэффициента излишка воздуха α в дымовом газе, поступающем в ответвление 15 дымохода 9. Электрический выход газоанализатора 14 подключен ко входу блока управления 13, а выход блока управления 13 подключен к
управляющему входу регулируемой задвижки 11, установленной на выходе вентилятора 12. Установки 7 для получения жидкой углекислоты снабжена паропроводом 16, снабженным регулируемой задвижкой 4, которым установка 7 соединена с выходом парового котла-утилизатора 3. КС включает также паровую турбину 17 с электрогенератором, соединенную паропроводом с паровым котлом-утилизатором 3. Газоперекачивающая компрессорная станции магистрального газопровода включает также блок очистки газа, блок подготовки топливного, пускового и импульсного газов, установку для охлаждения природного газа, блок вентиляции, предназначенный для поддержания требуемых рабочих температур и избыточного давления в двигателе, а также трубопроводы топливного и пускового газов, кабели, топливную и регулирующую аппаратуру, датчики, маслобак и агрегаты маслосистемы центробежного компрессора - на схеме не показаны.
Предлагаемая газоперекачивающая компрессорная станция магистрального газопровода работает так. Газ из магистрального газопровода через узел подключения поступает на блок для очистки газа от твердых и жидких примесей. После очистки он поступает в компрессорный цех КС на компримирование. Для подготовки топливного пускового и импульсного газов на КС использованы соответствующие блоки подготовки. Перед подачей газа в трубопровод он поступает в установку для охлаждения газа, которая содержит аппараты воздушного охлаждения. Для собственных нужд на территории КС размещена котельная 10, дымовые газы которой утилизируются установкой 7 для получения жидкой углекислоты. После выхода ГТД на стационарный режим выхлопные газы из выхлопного тракта 2 ГТД через улитку выхлопную поступают в паровой котел-утилизатор 3. При этом вода, которую пропускают через паровой котел-утилизатор 3, нагревается выхлопными газами газотурбинного газоперекачивающего агрегата 1 и превращается в пар. Полученный насыщенный пар из парового котла-утилизатора 3 через регулируемые задвижки 4 поступает на паровую турбину 17 и приводит в движение ротор электрогенератора, вырабатывающего электроэнергию, используемую на собственные нужды КС и на работу установки 7 для получения жидкой углекислоты. Одновременно из топки котельной на установку 7 поступают дымовые газы, получаемые в результате сжигания природного газа. Дымовые газы прокачивают дымососом через установку 7, где происходит процесс получения жидкой углекислоты. В процессе получения жидкой углекислоты используют раствор моноэтаноламина. Во время прохождения дымовых газов через ответвление 15 дымохода и газоанализатор 14 последний создает электрический сигнал, уровень которого соответствует коэффициенту излишка воздуха α
в дымовом газе, поступившем в ответвление 15. Полученный из газоанализатора 14 электрический сигнал поступает в блок управления 13, где его уровень сравнивается с уровнем электрического сигнала, соответствующего оптимальному значению коэффициента излишка воздуха α в дымовых газах (α=0,88...0,92). В зависимости от арифметической разницы уровней полученных электрических сигналов, блок управления 13 дает команду (генерирует сигнал) на открывание или закрывание управляемого вентиля 11, то есть на увеличение или уменьшение потока воздуха к топке котельной 10. Таким образом поддерживается оптимальный коэффициент излишка воздуха в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92, а предлагаемая установка вырабатывает углекислоту, в которой отсутствуют остаточный кислород и оксиды азота.