Автоматическая газораспределительная станция
AUTOMATIC GAS DISTRIBUTION STATION

Изобретение относится к системам распределения газов, которые могут быть использованы в автоматических газораспределительных станциях (АГРС), а также к области производства сжиженного природного газа (СПГ) и доставки его потребителю.
В настоящее время существуют разные способы доставки СПГ потребителю.
Заводы по производству СПГ располагают обычно рядом с районами добычи газа, поэтому доставка СПГ непосредственно на место потребления осуществляется морскими газовозами или спецавтомобилями, оборудованными криоцистерной. доставляют криоцистерну к месту потребления газа на участки ремонта трубопроводов или АГРС в труднодоступные районы, удаленные от газопровода. Подсоединяют к криоцистерне мобильную установку регазификации, к которой подключают потребителя (статья «Мобильная установка регазификации» в журнале «Газовая промышленность» №10, 2021 г., стр. 84). Однако при осуществлении описанной технологии могут возникнуть логистические сложности, связанные с доставкой СПГ из заводов-производителей на большие расстояния. Поэтому проблема производства СПГ на ГРС является актуальной.
Известен способ повышения и стабилизации производительности установки частичного сжижения природного газа, расположенной на газораспределительной станции (Патент RU 2626615, опубл. 31.07.2017 г.). Для частичного сжижения природного газа, отбираемого из магистрального газопровода, или из его отвода, используют установку, расположенную на газораспределительной станции. Установка снабжена фильтром для очистки газа, кранами и регуляторами давления для сброса обратного потока газа в сеть (ГРС). Недостатком этого способа является его сложность.
Известно, что одной из функций АГРС является редуцирование технологического газа, при котором происходит его охлаждение, т.е. существует возможность для сжижения газа.
Проведенные патентные исследования показывают, что в патентно-информационных фондах отсутствуют технические решения, являющиеся наиболее близкими к предлагаемой автоматической газораспределительной станции с функцией сжижения природного газа.
Известна АГРС, взятая нами за прототип (Патент RU №2671554, опубл. 06.04.2018 г.). Данная АГРС содержит блок переключения газа с линии подвода магистрального газа к АГРС на основную, резервную и байпасную линии посредством электроприводных запорно-регулирующих кранов блока переключения, при этом основная и резервная линия включают в себя узлы очистки, теплообменники с узлами подогрева теплоносителя и модули редуцирования, объединенные в линию низкого давления, снабженную на выходе к потребителю с модулем коммерческого учета газа, а байпасная линия соединена через электроприводной запорно-регулирующий кран, фильтр и регулятор давления с линией низкого давления.
Недостатком данного технического решения является то, что в нем не предусмотрена возможность использования его в целях получения СПГ.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением - создание автоматической газораспределительной станции с функцией сжижения природного газа.
Технический результат от использования изобретения заключается в расширении функциональных возможностей автоматической газораспределительной станции.
Указанный технический результат достигается тем, что автоматическая газораспределительная станция, содержащая блок переключения газа с линии подвода магистрального газа к автоматической газораспределительной станции на основную, резервную и байпасную линии посредством электроприводных запорно-регулирующих кранов блока переключения, при этом основная и резервные линии включают в себя узлы очистки, теплообменники с узлами подогрева теплоносителя и модули редуцирования, объединенные в линию низкого давления, снабженную на выходе к потребителю модулем коммерческого учета газа, а байпасная линия соединена через электроприводной запорно-регулирующий кран, фильтр и регулятор давления с линией низкого давления, дополнительно содержит детандер, подключенный к байпасной линии автоматической газораспределительной станции между фильтром и регулятором давления газа через дополнительный электроприводной запорно-регулирующий кран и измеритель расхода газа, а выход из детандера соединен с емкостью для сбора сжиженного природного газа через кран и разъем для возможности подсоединения и отсоединения этой емкости для транспортировки ее к потребителю сжиженного природного газа.
На фиг. 1 представлена схема АГРС с функцией сжижения природного газа.
АГРС с функцией сжижения природного газа содержит блок переключения газа (1) с линии (2) подвода магистрального газа на основную (3), резервную (4) и байпасную линию (5) посредством электроприводных запорно-регулирующих кранов соответственно (6-8). Основная (3) и резервная (4) линии подачи газа включают в себя узлы очистки (9-10), теплообменники (11-12) с узлами теплоносителя (3, 4) и модули редуцирования (15, 16), объединенные в линию (17) низкого давления, снабженную на выходе (18) к потребителю с модулем (19) коммерческого учета газа. Байпасная линия (5) соединена через электроприводной запорно-регулирующий кран (8), фильтр (20) и регулятор давления газа (21) через кран (22) с линией (17) низкого давления. АГРС снабжена детандером (23), подключенным к байпасной линии (5) между фильтром (20) и регулятором давления (21). В качестве детандера (23) может быть использован любой детандер, соответствующий производительности ГРС. В линии (24) отвода газа к детандеру (23) установлены электроприводной запорно-регулирующий кран (25), измеритель расхода газа (26), соответствующие производительности ГРС. Выход (27) из детандера (23) через кран (28) и разъем (29) соединяется с емкостью для СПГ (30). В качестве такой емкости может быть использован любой спецавтомобиль, снабженный криоцистерной.
В качестве пояснения приводим следующее: подключение детандера к байпасной линии является наиболее оптимальным вариантом, т.к. температура газа из магистрали на входе в АГРС самая низкая, в то время как в самой АГРС температура растет за счет подогрева технологического газа. К тому же подключение систем сжижения газа ко входу в АГРС проще и удобнее, что важно в условиях эксплуатации при подсоединении системы СПГ на действующих АГРС.
АГРС работает следующим образом.
В штатном режиме для равномерной загрузки агрегатов и систем каждой линии, технологический газа подают потребителю попеременно по линии подвода магистрального газа (2) через блок переключения газа (1):
или через электроприводной запорно-регулирующий кран (6), затем через узел очистки (9), затем через теплообменник (11) с узлом теплоносителя (13), далее через модуль редуцирования (16) в линию низкого давления (17) основной линии (3);
или через электроприводной запорно-регулирующий кран (7), затем через узел очистки (10), через теплообменник (12) с узлом теплоносителя (14), через модуль редуцирования (15) в линию низкого давления (17) резервной линии (4).
В аварийных случаях, т.е. при отказе каких-либо элементов обеих линий, технологический газ подается потребителю через фильтр (20), регулятор давления газа (21), кран (22) и модуль (19) коммерческого учета газа на выход (18). Для этого включают байпасную линию (5), открывают электроприводной запорно-регулирующий кран (8) и закрывают краны (6-7).
В режиме производства СПГ при закрытом кране (22), открывают электроприводные запорно-регулирующие краны (8, 25). Газ по линии (24) через кран (25), через измеритель расхода (26) подают в детандер (23), охлаждением переводят в жидкую фазу. Емкость (30) подсоединяют к детандеру (23) через разъем (29). Через выход (27) и кран (28) СПГ подают в емкость (30) для хранения. По мере заполнения емкости (30) ее заменяют (при необходимости) на резервную посредством разъема (29). Коммерческий расход газа контролируют измерителем расхода газа (26).
Для прекращения производства СПГ закрывают электроприводные запорно-регулирующие краны (8, 25).
Таким образом, предлагаемое изобретение расширяет функциональные возможности автоматической газораспределительной станции с дополнительной функцией сжижения природного газа за счет того, что содержит детандер, подключенный к байпасной линии между фильтром и регулятором давления газа через дополнительный электроприводной запорно-регулирующий кран, а выход из детандера соединен с емкостью для сбора сжиженного природного газа.